JP4572743B2 - Refractive light collector for backlight - Google Patents
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Description
この発明は、バックライトの光源から出た光の方向をそろえるための屈折集光板に関するものである。 The present invention relates to a refractive condensing plate for aligning the direction of light emitted from a light source of a backlight.
従来、特許文献1に記載のような、液晶表示装置のバックライトとしての照明装置において、光源(LED光源)と、液晶表示パネルをその裏面から照明する導光体の入射面との間に、フレネルレンズ状の屈折面を有する屈折集光板を配置し、この屈折集光板により、光源から放射状に出射した二次元放射光(交差する2平面内でいずれも平行な光ではないもの、例えば、平面視及び側面視でいずれも光源から放射状となる光)を入射光として屈折集光させ、導光体の入射面に入射させるようにしたものがあった。
Conventionally, in an illuminating device as a backlight of a liquid crystal display device as described in
前記照明装置においては、屈折集光板のフレネルレンズ状の屈折面により、光源から出射した二次元放射光が、横幅方向に平行にそろうものの、上下方向に平行にそろうようになってはいなかった。 In the illuminating device, although the two-dimensional radiation emitted from the light source is aligned parallel to the horizontal width direction by the Fresnel lens-shaped refracting surface of the refractive condensing plate, it is not aligned parallel to the vertical direction.
そのため、十分な集光効果を得ることができず、発光ロスが多かった。
そこで、この発明は、光源から出射した二次元放射光を、横幅方向、上下方向のいずれにも平行にそろうようにし、十分な集光効果を得ることができるバックライト用屈折集光板を提供することを課題とする。 Accordingly, the present invention provides a refracting light concentrating plate for a backlight that can obtain a sufficient light condensing effect by aligning two-dimensional emitted light emitted from a light source in parallel in both the horizontal width direction and the vertical direction. This is the issue.
上記課題を解決するために、下記(1)ないし(3)の手段を採用する。
(1)この発明のバックライト用屈折集光板は、入射光を上下方向にコントロールする第一のレンズ部1と、入射光を横幅方向にコントロールする第二のレンズ部2とを組み合わせてなるものとしている。
そして、 光源から出て扁平放射する二次元放射光の方向を、光源の中心を通る厚さ方向の中心軸にそろえるための屈折集光板であって、前記中心軸を通る第一の中心軸面に対して入射光を収束させるフレネルレンズ状の第一のレンズ部と、前記第一の中心軸面と前記中心軸で交わる第二の中心軸面に対して入射光を収束させるフレネルレンズ状の第二のレンズ部とを、それぞれ入射光側、及び出射光側に組み合わせてなり、
光源からの放射光の第一の中心軸面で見た入射角、及び第二の中心軸面で見た入射角に応じて、第一のレンズ部、及び第二のレンズ部のレンズ頂角を、出射光がそれぞれ第一の中心軸面、及び第二の中心軸面に向かって収束する条件が成り立つように設定したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the following means (1) to (3) are adopted.
(1) The refracting light concentrating plate for backlight according to the present invention is a combination of a
And a first concentric axial plane that passes through the central axis, the refractive concentrating plate for aligning the direction of the two-dimensional radiation emitted from the light source with flat emission to the central axis in the thickness direction passing through the center of the light source. A Fresnel lens-shaped first lens portion for converging incident light, and a Fresnel lens-shaped for converging incident light with respect to the second central axis surface intersecting the first central axis surface and the central axis . and a second lens unit, respectively incident light side, and Ri Na in combination the exit light side,
Lens apex angles of the first lens unit and the second lens unit according to the incident angle of the emitted light from the light source viewed on the first central axis surface and the incident angle viewed on the second central axis surface Are set so that the conditions for the outgoing light to converge toward the first central axis surface and the second central axis surface are satisfied.
(2)また前記バックライト用屈折集光板は、
中心軸で交わる第一の中心軸面と第二の中心軸面それぞれで見た場合、屈折集光板への前記二次元放射光の入射光の最大傾斜角度は各面で異なるものであり、
この異なる入射光角θ L1 、θ L2 の面に対応して、それぞれ下記式に表わされるレンズ頂角θ 1 の第一レンズ部、及びレンズ頂角θ 2 の第二レンズ部を設けることで、二次元放射光を各面いずれとも収束させることを特徴とする請求項1記載のバックライト用屈折集光板。
θ L1 <sin −1 (n×sinθ 1 )
θ L2 <sin −1 (n×sin(θ 2 −sin −1 (sinθ 2 /n)))
(2) Further, the refractive light collecting plate for backlight is
When viewed on each of the first central axis plane and the second central axis plane that intersect at the central axis, the maximum inclination angle of the incident light of the two-dimensional radiation to the refractive light collector is different on each plane,
By providing a first lens portion having a lens apex angle θ 1 and a second lens portion having a lens apex angle θ 2 respectively represented by the following equations corresponding to the different incident light angles θ L1 and θ L2 , The refractive condensing plate for a backlight according to
θ L1 <sin −1 (n × sin θ 1 )
θ L2 <sin −1 (n × sin (θ 2 −sin −1 (sin θ 2 / n)))
(3)また前記いずれかのバックライト用屈折集光板は、
光源が、奥行きDの位置でLEDチップが埋設された所定幅W、所定高さHの横長扁平の透明樹脂を具備するものであり、下記式で表わされる幅方向の二次元放射光の出射角θ LW 、高さ方向の二次元放射光の出射角θ LH が前記入射光角θ L1 、θ L2 の面に対応することが好ましい。
θ LW <tan −1 (n k ×W/2D)
θ LH <tan −1 (n k ×H/2D)
なお第一のレンズ部及び第二のレンズ部が、それぞれフラット面の逆側の片面に、表面を(それぞれ第一及び第二の)屈折面とする複数の山型アレイを具備してなると共に、前記山型アレイを具備するそれぞれの片面が、互いに相反する方向を向くように組み合わされ、第一のレンズ部及び第二のレンズ部のいずれか一方のフラット面からの入射と、いずれか他方の屈折面からの入射が、共に同じレンズ頂角θ 1 とした場合、屈折面入射角はフラット面入射角よりも大きいことが好ましい。
(3) In addition, any one of the refractive light concentrating plates for backlight is
The light source comprises a horizontally long flat transparent resin having a predetermined width W and a predetermined height H in which the LED chip is embedded at the position of the depth D, and the emission angle of the two-dimensional emitted light in the width direction represented by the following formula theta LW, it is preferable that emission angle theta LH in the height direction of the two-dimensional emitted light incident light angle theta L1, corresponds to the plane of theta L2.
θ LW <tan −1 (n k × W / 2D)
θ LH <tan −1 (n k × H / 2D)
Incidentally portion first lens unit and the second lens, on one side of the reverse side of the flat surface, respectively, the surface with (respectively first and second) formed by including a plurality of mountain-shaped array to the refractive surface , Each of the surfaces having the mountain array is combined so as to face opposite directions, and incident from the flat surface of one of the first lens portion and the second lens portion, and the other of incidence from the refractive surface, when together with the same lens apex angle theta 1, refractive surface angle of incidence is preferably greater than the flat surface of incidence angle.
この発明のバックライト用屈折集光板は、上述のような構成を有しており、入射光を上下方向(所定の中心軸を通る第一の方向)にコントロールする第一のレンズ部1と、横幅方向(前記所定の中心軸を通り第一の方向と異なる第二の方向)にコントロールする第二のレンズ部2との組み合わせにより、光源から出射した光を、横幅方向、上下方向のいずれに関しても方向がそろうようにしているので、高い集光効果を得ることができ、発光ロスを少なくすることが可能である。
The backlight refracting light concentrating plate of the present invention has the above-described configuration, and the
この発明のバックライト用屈折集光板は、入射光を上下方向にコントロールするレンズ部1と、入射光を横幅方向にコントロールするレンズ部2とを組み合わせてなるものである。
The refracting light concentrating plate for a backlight according to the present invention is formed by combining a
以下、この発明の好適な実施形態を、各実施形態を示す図面を参照して説明する。図1ないし図6は、本発明の実施例1の形態を示し、図7及び図8はそれぞれ図5、図6における入射角とレンズ頂角の関係を示す。また図9は、本発明の実施例2の形態を示す。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings illustrating the embodiments. FIGS. 1 to 6 show the first embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 show the relationship between the incident angle and the lens apex angle in FIGS. 5 and 6, respectively. Moreover, FIG. 9 shows the form of Example 2 of this invention.
図1は、この発明の実施例1のバックライト用屈折集光板を用いたバックライトの構成を示した斜視分解説明図である。本発明のバックライト用屈折集光板は、斜線で示されるように、光源3と導光体4の間に配置される。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of a backlight using a backlight refracting light collecting plate according to
図2は、この発明の実施例1のバックライト用屈折集光板を用いたバックライトの構成を模式的に示した平面図である。図中の矢印は光の進行方向を示している。このバックライト用屈折集光板は、図示したように、液晶表示装置のバックライトにおいて、光源3(LED光源)と導光体4の入射面との間に配置されるものとしている。
FIG. 2 is a plan view schematically showing a configuration of a backlight using the backlight refracting light collecting plate of Example 1 of the present invention. The arrows in the figure indicate the traveling direction of light. As shown in the figure, the backlight condensing condensing plate is arranged between the light source 3 (LED light source) and the incident surface of the
(第一のレンズ部1、第二のレンズ部2)
実施例1のバックライト用屈折集光板は、それぞれフレネルレンズ状とした、第一のレンズ部1、第二のレンズ部2という2つのレンズ部を、互いに相反する方向へ重ねあわせてなるものとしている。つまり、第一のレンズ部1と第二レンズ部2は、それぞれ両側面の外側を向いて、表裏の両面(図4における正面及び背面)に、その屈折面5(51、52)が形成される。2つのレンズ部1、2によって、光源から出た二次元放射光の方向を、それ自体の厚さ方向の中心軸Aに収束させるものとしている。更に言えば、中心軸Aを通る第一の中心軸面F1に対して入射光を収束させる第一のレンズ部1と、前記中心軸を通る第二の中心軸面F2に対して入射光を収束させる第二のレンズ部2とを、それぞれ入射光側及び出射光側に位置するように組み合わせてなる。ここで、前記第一の中心軸面F1と第二の中心軸面F2とは異なる面であり、互いに中心軸Aで交わる。実施例では直交する。
(
The backlight refracting light concentrating plate of Example 1 is formed by superposing two lens parts, a
また、第一のレンズ部1及び第二のレンズ部2が、それ自体の片面に、表面をそれぞれ第一及び第二の屈折面51、52とする複数の山型アレイを具備してなる。前記山型アレイを具備するそれぞれの片面が、互いに相反する方向を向くように組み合わされる。
Further, the
両レンズ部1、2は板状で、その片側を屈折面5、他方の側をフラット面6としている。前記屈折面5は、入射した光が屈折するようにした複数の傾斜面を平行に並べたものとしている。
Both
具体的には、光源4側に位置する第一のレンズ部1は、入射角度θLが大なる入射光を、その片面に設けた複数の山型アレイの第一の屈折面51から入射させ、第一の中心軸面F1に対して収束させる。また、第二のレンズ部2は、前記第一のレンズ部1よりも光源4側と反対側の導光体5側に位置し、入射角度θLが小なる入射光を、その片面に設けた複数の山型アレイの底面たる第二のフラット面62から入射させ、第二の中心軸面F2に対して収束させる。
Specifically, the
第一の山型アレイの頂部によって第一の稜線が形成され、第二の山型アレイの頂部によって第二の稜線が形成される。正面視にて、第一の稜線と第二の稜線とは、互いに交わる。実施例において、各山型アレイの断面は直角三角形であり、隣同士で傾斜面側へ順に大きくなる(図4参照)。その斜辺が屈折面5(第一の屈折面51、第二の屈折面52)であると共に、その底辺がフラット面6と平行な面(第一のフラット面61、第二のフラット面62)である。
A first ridge line is formed by the top of the first chevron array, and a second ridge line is formed by the top of the second chevron array. In the front view, the first ridge line and the second ridge line intersect each other. In the embodiment, the cross-section of each mountain array is a right triangle, and increases in order toward the inclined surface side next to each other (see FIG. 4). The hypotenuse is the refracting surface 5 (first refracting
また、断面斜辺たる屈折面5と、断面底辺と同一角度のフラット面(断面底辺たる第一のフラット面61、第二のフラット面62と同義)とで形成される角を、山型アレイのレンズ頂角θ1としている。
In addition, the angle formed by the refracting
第一のレンズ部1と第二のレンズ部2とは、前記屈折面5の傾斜面の並ぶ方向が互いに直交するように組み合わされており、第一ののレンズ部1は、入射光を上下方向(図中奥行き方向)にコントロールする(そろえる)ようにし、図中右側のレンズ部2は、入射光を横幅方向(図中左右方向)にコントロールするようにしている。
The
この構成により、光源3から出射した放射状の光は、第一のレンズ部1たるフレネルレンズにより上下方向に平行にそろい、そして第二のレンズ部2たるフレネルレンズにより横幅方向に平行にそろい、横幅方向及び上下方向のいずれにも平行にそろった状態で導光体4に入射するようになっている。
With this configuration, the radial light emitted from the
なお、入射光を第一のレンズ部1により横幅方向に平行にそろうようにし、第二のレンズ部2により上下方向に平行にそろうようにしてもよい。
In addition, incident light may be aligned in the horizontal width direction by the
(図3及び図4の説明)
図3は、図1の一部を拡大した配置説明斜視図であり、光源3と本発明のバックライト用屈折集光板と導光体4との位置関係、及び、本明細書において仮想する中心軸Aと中心軸面F(F1、F2)の位置関係を示すものである。図4は、図3を平面図及び側面図で表した配置説明図である。
(Explanation of FIGS. 3 and 4)
FIG. 3 is an exploded perspective view of a part of FIG. 1, showing the positional relationship between the
中心軸Aは、光源3の中心を通り、光源3と導光体4とを結ぶ方向の軸(実施例では水平軸)である。本発明の本発明のバックライト用屈折集光板の厚さ方向を向く。第一の中心軸面F1と第二の中心軸面F2は共に中心軸Aを通り、且つ中心軸Aで90度に交わる。
The central axis A is an axis (horizontal axis in the embodiment) in a direction passing through the center of the
光源3は、二次元放射光を発するLED光源であり、平面視幅方向へ等間隔に複数個設置される(図1参照)。各光源3は、箱型の有色樹脂(図4の実線で示す扁平直方体、図では白色樹脂)内に、一回り小さい透明樹脂(図4の実線で示す扁平直方体)が埋設され、更にこの透明樹脂内に、更に小さいLEDチップが埋設されてなる。透明樹脂の、導光体4側にある背面側の一面は、光源3の放射面として露出する。この放射面から見た透明樹脂の底面(側方向面)にLEDチップが貼り付けられて埋設される(図4参照)。この透明樹脂の直方体の幅W、奥行D、高さHは、光源3の単位毎の二次元放射光の広がり、大きさ及び光量を規定するものであり、後述するように、レンズ頂角θ1を設定する際に必要な値となる。
The
(図5及び図7の説明)
図5は、図4の側面図に示す第二のレンズ部2について、第二の屈折面52(屈折面5)付近を拡大したものである。図5の三角形は、斜辺が第二の屈折面52(屈折面5)、水平な底辺がフラット面6(水平な点線で示されるもの)と平行な第二のフラット面62を示す。
(Explanation of FIGS. 5 and 7)
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the second refractive surface 52 (refractive surface 5) of the
図5に示されるように、光源からの放射光の中心軸Aに対する出射角θL(θL2)と、同放射光の中心軸Aに対するレンズ入射角θ2とは錯角のため等しい。レンズ入射角θ2で入射した第二のフラット面62への入射光がレンズ屈折によりフラット面出射角θ3となり、屈折面52へ屈折面入射角θ4で入射する。さらに屈折面52への入射光は屈折面に対するレンズ出射角θ5で出射する。このとき、屈折率n、底辺のレンズ頂角θ1を含めて下記関係が成り立つ。
As shown in FIG. 5, the emission angle θ L (θ L2 ) of the emitted light from the light source with respect to the central axis A is equal to the lens incident angle θ 2 with respect to the central axis A of the emitted light because of the complex angle. The second flat surface emission angle theta 3 becomes the incident light lens refraction to a
出射光が中心軸Aに平行になる条件は、下記の関係が成り立つことである。 The condition that the emitted light is parallel to the central axis A is that the following relationship is established.
このとき、光源の出射角θL=θ2とレンズ頂角θ1の関係は以下のようになる。 At this time, the relationship between the emission angle θ L = θ 2 of the light source and the lens apex angle θ 1 is as follows.
上記数式7に示される「出射光が中心軸に平行になる条件」を、レンズの頂角部すなわち中心軸に最も遠いところに設定すすることが望ましい。このようなものであれば、中心軸に近づくに従って、レンズへの入射光角度が小さくなることから、出射角は中心軸へ向かって集光(収束)する。 It is desirable to set “the condition under which the emitted light is parallel to the central axis” expressed by the above formula 7 at the farthest corner of the lens, that is, the central axis. In such a case, since the incident light angle to the lens becomes smaller as it approaches the central axis, the outgoing angle is condensed (converged) toward the central axis.
図7は上記数式7に基づいて、出射光が中心軸に平行になる入射光角θL2(θL)(縦軸)と、レンズ頂角θ1(横軸)との関係を示したものである。この曲線よりも下の領域にあれば、出射光が中心軸に向かって収束することとなる。逆にこの曲線よりも上の領域にあれば、出射光が中心軸から離れていくこととなる。すなわち、第二のフラット面62(フラット面6)から入射される出射光は、下記式の条件によってそれぞれ収束、平行、発散に分類される。 FIG. 7 shows the relationship between the incident light angle θ L2 (θ L ) (vertical axis) and the lens apex angle θ 1 (horizontal axis) based on Equation 7 above. It is. If it is in a region below this curve, the emitted light will converge toward the central axis. On the contrary, if it exists in the area | region above this curve, emitted light will leave | separate from a central axis. That is, the outgoing light incident from the second flat surface 62 (flat surface 6) is classified into convergence, parallel, and divergence, respectively, according to the conditions of the following equations.
光源4からの放射光の入射角に応じて、図7の下の領域にある(つまり数式8が成り立つ)ように設定することで、レンズ頂角θ1を設定することが出来る。すなわち図7の下の領域ないし数式8を用いることによって、入射角に対応した頂角を、収束機能を確実に発揮するレンズのものとして容易に設定することができる。また既存のバックライト屈折集光板についても、配置状況やバックライト屈折集光板の形状、光源の種類に基づき、好ましいものを容易に判別することができる。
The lens apex angle θ 1 can be set by setting so as to be in the lower region of FIG. 7 (that is,
(図6及び図8の説明)
図6は、図4の平面図に示す第一のレンズ部1について、第一の屈折面51(屈折面5)付近を拡大したものである。図6の三角形は、斜辺が第一の屈折面51(屈折面5)、水平な底辺がフラット面6(水平な点線で示されるもの)と平行な第一のフラット面61を示す。図6内に、屈折率n、底辺(第一のフラット面61)と斜辺(第一の屈折面51)で構成される底角のレンズ頂角θ1、レンズへの入射角(中心軸Aに対する入射角θL(θL1)、第一の屈折面51への入射光に対する入射角θ2)及び斜辺(第一の屈折面51)に対する反射角θ3を示す。
(Explanation of FIGS. 6 and 8)
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the first refractive surface 51 (refractive surface 5) of the
図6に示されるように、(光源からの放射光の中心軸Aに対する出射角θL)と、(入射角θ2及び反射角θ3の差)とは、錯角のため等しい。図6の矢印で示す放射光の進行方向順に説明すると、中心軸に対してレンズ入射角θ2の傾斜角度で入射した第一の屈折51への入射光が、レンズ屈折により屈折面に対する出射角θ3となる。そして、第一のフラット面61へ出射する。このとき図6に示すように、出射光が中心軸と同じ方向(角度ゼロ)すなわち第一のフラット面61と垂直な方向となるには、下記関係が成り立つことが必要である。
As shown in FIG. 6, (the exit angle θ L with respect to the central axis A of the emitted light from the light source) and (the difference between the incident angle θ 2 and the reflection angle θ 3 ) are equal because of the complex angle. Describing in order of the traveling direction of the radiated light indicated by the arrows in FIG. 6, the incident light to the
上記数式13の入射角θL1とレンズ頂角θ1の関係を、それぞれ横軸、縦軸として図示した曲線を、図8に示す。この曲線上では、レンズ出射光と中心軸Aとが平行になる。図8において同曲線より下の領域であれば、レンズ出射光が中心軸A方向へ収束し、逆に同曲線より上の領域であれば発散(拡散)する。すなわち、第二のフラット面62(フラット面6)から入射される出射光は、下記式の条件によってそれぞれ収束、平行、発散に分類される。
FIG. 8 shows curves illustrating the relationship between the incident angle θ L1 and the lens apex angle θ 1 in
光源4からの放射光の入射角θLに応じて、図8の下の領域にある(つまり数式14が成り立つ)ように、本発明のバックライト用屈折集光板の配置や光源3の透明樹脂形状(幅W、奥行D、高さH)の調整を行い、また、レンズ頂角θ1を設定することが出来る。すなわち図8の下の領域ないし数式14を用いることによって、入射角に対応した頂角を、収束機能を確実に発揮するレンズのものとして容易に設定することができる。また既存のバックライト用屈折集光板についても、配置状況やバックライト用屈折集光板の形状、光源の種類に基づき、好ましいものを容易に判別することができる。
According to the incident angle θ L of the radiated light from the
(図7と図8の比較)
図7と図8により、屈折面5(51、52)とフラット面6(61、62)それぞれへの入射角を比較すると、図7のようなフラット面6からの入射と、図8のような屈折面5からの入射が、共に同じレンズ頂角θ1とした場合、屈折面入射角はフラット面入射角よりも大きい。これは、図7の曲線と図8の曲線を重ねた場合、図8の曲線のほうが下側に位置し、平行となるレンズ頂角θ1の値が下回ることによる。
(Comparison of FIG. 7 and FIG. 8)
7 and FIG. 8, when the incident angles to the refracting surfaces 5 (51, 52) and the flat surfaces 6 (61, 62) are compared, the incidence from the
具体的には、レンズ頂角θ1が10°、20°、30°の場合、屈折面入射角θL1(図8)はそれぞれ、15.6°、32.0°、50.8°であり、フラット面入射角θL2(図7)はそれぞれ、5.5°、11.0°、16.6°である。このことから、同レンズ頂角θ1の条件下で、屈折面入射角θL1(図8)はフラット面入射角θL2(図7)の約3倍もの臨界値(収束領域から発散領域へ移行する臨界値)となる。これは、屈折面入射(図6)のの方が、より広角レンズ機能に優れることを意味する。 Specifically, when the lens apex angle θ 1 is 10 °, 20 °, and 30 °, the refractive surface incident angle θ L1 (FIG. 8) is 15.6 °, 32.0 °, and 50.8 °, respectively. The flat surface incident angle θ L2 (FIG. 7) is 5.5 °, 11.0 °, and 16.6 °, respectively. From this, under the condition of the same lens apex angle θ 1 , the refractive surface incident angle θ L1 (FIG. 8) is about three times the critical value (from the convergence region to the diverging region) of the flat surface incident angle θ L2 (FIG. 7). Critical value to be transferred). This means that refracting surface incidence (FIG. 6) is more excellent in wide-angle lens function.
(具体例)
一般的に光源3がLED光源の場合、上記(図3及び図4の説明)のようにやや横長扁平の透明樹脂を具備する。このように、一般的には、二次元放射光は、中心軸Aで交わる2面(すなわち、側面視、平面視の2面)それぞれで見た場合、放射角度すなわち屈折集光板への入射光の最大傾斜角度が2面で異なる。つまり、扁平放射する二次元放射光である。この扁平放射する二次元放射光のそれぞれの面に対応して、図5および図6の向きのレンズを設けることで、放射光を各面いずれとも効率的に収束させることができる。この様にしてレンズ面を形成したものが実施例1のバックライト用屈折集光板であり、第一のレンズ部1および第二のレンズ部2を、互いに稜線が直交するように両面(互いに外側)を向いて形成したフレネルレンズとしている。
(Concrete example)
In general, when the
LEDチップは、簡略化のため透明樹脂の奥行Dの位置で点光源であると考えるとき、幅W方向の出射角θLW、高さH方向の出射角θLHは、それぞれ下記式で表される。 When the LED chip is considered to be a point light source at the position of the depth D of the transparent resin for simplification, the emission angle θ LW in the width W direction and the emission angle θ LH in the height H direction are expressed by the following equations, respectively. The
例えば、nk=1.55、W=D、H=W/4とすると、幅W方向の出射角θLW=37.8°、高さH方向の出射角θLH=10.9°となる。これらの値と図7(或いは数式8)、図8(或いは数式14)を参照すると、光源4側の第一レンズ部1のレンズ頂角θ1、導光体5側の第二レンズ部2の第二屈折面62のレンズ頂角θ1は、それぞれ24°以上、20°以上が最適であると判別することができる。
For example, when nk = 1.55, W = D, and H = W / 4, the emission angle θ LW in the width W direction is 37.8 °, and the emission angle θ LH in the height H direction is 10.9 °. . With reference to these values and FIG. 7 (or Formula 8) and FIG. 8 (or Formula 14), the lens apex angle θ 1 of the
本発明の他の実施形態として実施例2を図9に示す。前記実施例1では、図中左側のレンズ部1の屈折面5を形成した側を光源3側に向け、図中右側のレンズ部2の屈折面5を形成した側を導光体4側に向け、両レンズ部1,2のフラット面6,6どうしが対面するように組み合わされているのに対して、実施例2では、図中左側のレンズ部1の屈折面5を形成した側が図中右側のレンズ部2のフラット面6を形成した側に対面するように組み合わせたものとすることもできる。
Example 2 is shown in FIG. 9 as another embodiment of the present invention. In the first embodiment, the side on which the
両レンズ部1,2間には間隔があってもよい。各レンズ部1,2は、PET樹脂製等のフィルム状ないしシート状物の片面を加工して屈折面5を形成して製造したり、インジェクション成形により製造したりすることができる。また、1枚の板の表裏にそれぞれ屈折面5を形成することにより、両レンズ部1,2を一体のものとすることもできる。
There may be a gap between the
さらに、一方のレンズ部は、フレネルレンズ以外にも、プリズムレンズ、レンチキュラーレンズ等の適宜のレンズとすることができる。 Furthermore, one lens part can be an appropriate lens such as a prism lens or a lenticular lens, in addition to the Fresnel lens.
液晶表示装置のバックライトにおいて利用することが可能である。 It can be used in a backlight of a liquid crystal display device.
1 第一のレンズ部
2 第二のレンズ部
3 光源
4 導光体
5 屈折面
51 第一の屈折面
52 第二の屈折面
6 フラット面
61 第一のフラット面
62 第二のフラット面
A 中心軸
F1 第一の中心軸面
F2 第二の中心軸面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
光源からの放射光の第一の中心軸面で見た入射角、及び第二の中心軸面で見た入射角に応じて、第一のレンズ部、及び第二のレンズ部のレンズ頂角を、出射光がそれぞれ第一の中心軸面、及び第二の中心軸面に向かって収束する条件が成り立つように設定したことを特徴とするバックライト用屈折集光板。 A refraction condensing plate for aligning the direction of two-dimensional radiation emitted from a light source and flattened with a central axis in a thickness direction passing through the center of the light source, with respect to the first central axis plane passing through the central axis a first lens portion of the Fresnel lens shape for converging the incident light Te, Fresnel lens-shaped second to converge the incident light to the second central axial plane of the intersecting with the first central axis plane and the central axis and a lens portion of each incident light side, and Ri Na in combination the exit light side,
Lens apex angles of the first lens unit and the second lens unit according to the incident angle of the emitted light from the light source viewed on the first central axis surface and the incident angle viewed on the second central axis surface Is set so that the conditions for the outgoing light to converge toward the first central axis surface and the second central axis surface, respectively, are satisfied.
この異なる入射光角θ L1 、θ L2 の面に対応して、それぞれ下記式に表わされるレンズ頂角θ 1 の第一レンズ部、及びレンズ頂角θ 2 の第二レンズ部を設けることで、二次元放射光を各面いずれとも収束させることを特徴とする請求項1記載のバックライト用屈折集光板。
θL1<sin−1(n×sinθ1)
θL2<sin−1(n×sin(θ2−sin−1(sinθ2/n))) When viewed on each of the first central axis plane and the second central axis plane that intersect at the central axis, the maximum inclination angle of the incident light of the two-dimensional radiation to the refractive light collector is different on each plane,
By providing a first lens portion having a lens apex angle θ 1 and a second lens portion having a lens apex angle θ 2 respectively represented by the following equations corresponding to the different incident light angles θ L1 and θ L2 , The refractive condensing plate for a backlight according to claim 1, wherein the two-dimensional radiation is converged on each surface.
θ L1 <sin −1 (n × sin θ 1 )
θ L2 <sin −1 (n × sin (θ 2 −sin −1 (sin θ 2 / n)))
θLW<tan−1(nk×W/2D)
θLH<tan−1(nk×H/2D) The light source includes a rectangular parallelepiped transparent resin having a predetermined width W and a predetermined height H in which the LED chip is embedded at the position of the depth D, and the emission angle θ of the two-dimensional emitted light in the width direction represented by the following formula: The refractive condensing plate for a backlight according to claim 1 or 2, wherein an emission angle θ LH of the two-dimensional radiation light in the height direction corresponds to the plane of the incident light angles θ L1 and θ L2 .
θ LW <tan −1 (n k × W / 2D)
θ LH <tan −1 (n k × H / 2D)
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---|---|---|---|---|
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JPH11224518A (en) * | 1997-12-01 | 1999-08-17 | Hiroshi Inoue | Light conductive lighting system |
JP2005011539A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | Surface light source device |
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---|---|---|---|---|
JPH09166713A (en) * | 1995-10-11 | 1997-06-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Back light |
JPH11144515A (en) * | 1997-09-08 | 1999-05-28 | Kuraray Co Ltd | Surface light source element and display device using the same |
JPH11224518A (en) * | 1997-12-01 | 1999-08-17 | Hiroshi Inoue | Light conductive lighting system |
JP2005011539A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | Surface light source device |
JP2005135844A (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-26 | Sony Corp | Optical element and backlight device |
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