JP4899140B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直下型バックライトなどの照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直下型バックライト１０１は、図９に示すように、内面１０２ａに反射層の形成されたケーシング１０２内部にランプ１０３を配置し、ランプ１０３上方に拡散板１０４や拡散シートを配置して構成されている。
拡散板１０４は、一般にアクリル板のような樹脂製の板材が使用され、また、ランプ１０３と拡散板１０４との間は空洞になっており、空気層が占めている。
このため、拡散板１０４は、その自重等の理由により、中央部が垂れ下がってしまう。
【０００３】
この拡散板の垂れ下がりを防止するために、特開平１０−３２６５１７号公報では、拡散板を光源側から支持するスペーサピンを設置することが提案されている（以下、従来技術という）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術では、スペーサピンが拡散板と接触あるいはかなり接近している場合、スペーサピンのある部分が暗く見えてしまい、品位劣化という問題がある。また、スペーサピンのある部分が暗く見えないように、スペーサピンと拡散板とを離すと拡散板が垂れ下がってしまい品位劣化が生じる。
このように、スペーサピンは、拡散板の垂れ下がりによる品位の劣化対策としては充分ではなかった。
【０００５】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであて、その課題は拡散板の垂れ下がりを防ぐと共に発光品位の劣化を防ぐことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明で採用した技術的手段は、開口部を有するケーシング内部に配された複数の光源を備え、前記開口部から出る光を拡散するための拡散板が設けられた照明装置において、前記拡散板の発光面は、前記複数の光源に跨る１つの凸状面となっている。前記拡散板は、前記ケーシングに支持されており、前記凸状面を構成する湾曲辺の両端と前記ケーシングとの間に、熱による前記凸状面に沿った方向の伸びを許容する間隔を有するように形成されている。上記のように、拡散板の発光面を凸状面とすることで、拡散板の自重等の要因による経時変化の撓みが改善され、発光品位も保つことができる。
【０００７】
拡散板を凸状とするには、発光面が凸状となるように予め形成された拡散板を利用してもよいが、外力によって湾曲させて発光面が凸状となるように取り付けられているのが好ましい。
外力によって拡散板を凸状とすることで、外力によって拡散板に生じた曲げ応力が拡散板の垂れ下がりを防止するように作用し効果的に拡散板垂れ下がりを防止できる。
拡散板を凸状とするための外力を加え方としては、当該拡散板の面と平行な方向への外力を加えるものとしてもよいが、当該拡散板の厚さ方向への外力を加えるものが好適である。拡散板の面と平行な方向から外力を加えると拡散板が温度や湿度などの外的要因により伸びた場合、拡散板の厚さ方向に力が逃げようとするため、拡散板の撓み等を生じてしまうが、拡散板厚さ方向への外力であれば、伸びの力を逃がすことができる。
【０００８】
拡散板厚さ方向への外力を加えるには、前記ケーシングは、前記拡散板の周縁付近発光面側から厚さ方向に拡散板を押さえ付ける外力を与える当接部を備えているのが好適である。また、前記ケーシングは、前記拡散板の周縁を光源側から支持する第１ケース部と、前記第１ケース部とは別体でありかつ前記当接部の設けられた第２ケース部を組み立てて構成されているのが好適である。
また、拡散板厚さ方向への外力を加えるには、前記ケーシングは、拡散板の発光面が凸状湾曲する外力を与えつつ拡散板の厚さ方向両側から挟み込み保持する当接部を備えているのが好適である。
【０００９】
さらに、前記拡散板の周縁と前記ケーシングとの間には、拡散板の発光面方向への伸びを許容するための間隙が設けられているのが好適である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図は、本発明に係る照明装置の一例である液晶表示装置用のバックライト１の基本態様を示しており、このバックライト１は、上方開口した筺体であるケーシング２と、ケーシング２内部に設けられた光源３と、ケーシング２の矩形状の開口部を塞ぐように設けられた矩形状の拡散板５とを備えたいわゆる直下型として構成されている。なお、拡散板５の上には必要に応じて更に拡散シート等が配置される。
【００１１】
前記ケーシング２の内面は、白色又は金属色の反射層とされ、この反射層に光源３からの光が反射し、光源３からの直接光とともに拡散板５を通過して外部に照射される。この照明装置１は、液晶表示装置の液晶パネルの背面に設けられ、液晶パネルの表面から光を照射する。
前記光源３は細長い蛍光ランプからなる線状光源であり、複数の線状光源３がケーシング内に互いに平行に設けられている。
前記拡散板５は、アクリル板などの合成樹脂製の矩形状板材であり、厚さは１〜２ｍｍ程度である。光源３との間に空洞が位置するようにケーシング２に取り付けられている。この拡散板５は、光源側面５ｂとは反対側の面である発光面５ａが凸状となっている。拡散板５は、発光面５ａが凸状であるので、その自重等により中央部が垂れ下がってしまうことを防止できる。したがって、発光面の品質の劣化が改善され、ひいてはバックライト１を用いた液晶表示装置の画面品質の劣化を改善できる。また、スペーサピンを設けなくとも拡散板５の垂れ下がりを防止できるため、ピン設置による影などの品質劣化を回避できる。
【００１２】
しかも、通常直下型バックライトでは中央部に比べ画面端部が暗くなるが、上記実施形態では、拡散板周縁部分における拡散板と反射層との距離が短く、従来のバックライトに比べて画面端部を明るくできる。
凸状の拡散板５を得るには、拡散板５を予め湾曲形成しておいてもよいが、バックライト組み立て時に拡散板５を湾曲させて凸状としてもよい。拡散板５の湾曲方向は任意の方向でよく、例えば図３（ａ）〜（ｂ）に示すように曲げることができる。図３において矢印Ａ１〜Ａ５は曲げの方向を示している。図３（ａ）では矩形状拡散板５の一辺６と平行な方向Ａ１に沿って曲げられており、図３（ｂ）では矩形状拡散板６の他の一辺７と平行な方向Ａ２に沿って曲げられている。なお、図３（ａ）における一辺６及び図３（ｂ）における他の一辺７のように拡散板５の曲げによって湾曲した辺を湾曲辺ともいう。
【００１３】
図３（ａ）（ｂ）のように、矩形状拡散板６の４辺のうち互いに平行な２辺だけ（例えば、長辺だけ、又は短辺だけ）を湾曲辺とする場合、湾曲辺が線状光源３の長手方向と平行となるか、あるいは線上光源の長手方向と直交することになる。光源３から拡散板５までの距離は輝度の明暗に影響するので、輝度がより一定となる方を採用するのがよい。
図３（ｃ）では矩形状拡散板６の一の対角線方向Ａ３に沿って曲げられており、図３（ｄ）では矩形状拡散板６の他の一の対角線方向Ａ４に沿って曲げられている。図３（ｅ）では矩形状拡散板６の２つの対角線方向Ａ３，Ａ４の双方に沿って曲げられている。
【００１４】
なお、拡散板６の曲げ方は図３のものに限定されるものではなく、自重による垂れ下がりが生じる拡散板５の中央が上方（光源とは反対方向）に膨出するような形状に曲げて予め形成しておくか組み立て時に湾曲変形させることにより、拡散板５の垂れ下がりを防止できる。
拡散板６がその周縁６，７付近でケーシング２に支持される場合、その中央部が最も垂れ下がり易い。したがって、中央部の垂れ下がりを確実に防止するためには、湾曲した拡散板６の断面は、図４（ａ）に示すように、中央部８においてもカーブを描くアーチ型が好ましい。ただし、図４（ｂ）に示すように、中央部９が平坦であっても端部が適当なカーブを描いていれば、拡散板５の撓みを防止することはできるので、図４（ａ），（ｂ）のいずれでも採用可能である。湾曲した拡散板６の断面形状については、拡散板の材質、重量、全体形状、厚みを考慮して、適宜決定すればよい。
【００１５】
図５は、平坦な拡散板５を湾曲変形させて取り付けるための構造の一例を示している。図５の例は、拡散板５に垂直方向の外力を与えて発光面５ａが凸状となるようにしたものであり、図５に示す拡散板断面は、図３（ａ）〜（ｅ）の矢印Ａ１〜Ａ４で示す方向の断面のいずれとも考えることができる。
図５の例では、拡散板５の垂直方向（厚み方向）から外力を与えて変形させるために、拡散板５の厚み方向両側（発光面５ａ側と光源側面５ｂ側）に拡散板５への当接部１１，１２を設けて、両当接部１１，１２で拡散板５が湾曲するよう厚さ方向両側から拡散板５を挟み込んでいる。
【００１６】
図５の例を、図３（ａ）又は（ｂ）の矢印Ａ１，Ａ２で示す方向の断面とみた場合、当接部１１，１２のうち、光源側面５ｂ側に設けられた第１の当接部１１は、拡散板５の周縁の辺中央部付近に光源側面５ｂから発光面５ａ方向（図５において上方）の外力を与えるものであり、ここでは拡散板５の辺中央部に設けられている。また、当接部１１，１２のうち、発光面５ａ側に設けられた第２の当接部１２は、拡散板５の周縁の辺両端部付近に発光面５ａから光源側面５ｂ方向（図５において下方）の外力Ｐ１を与えるものであり、ここでは拡散板５の辺両端部付近に設けられている。
【００１７】
つまり、図３（ａ）〜（ｅ）における矢印Ａ１〜Ａ５の矢印両端付近に光源３側へ向かう拡散板厚さ方向への外力Ｐ１を与えることにより、拡散板５を発光面５ａにおいて凸状に湾曲させることができる（図５（ｂ）参照）。
図６は、平坦な拡散板５を湾曲変形させて取り付けるための構造の他の例を示している。図６の例は、拡散板５の面（発光面）と平行な方向（拡散板５の厚み方向と直交する方向）への外力によって発光面が凸状となるようにしたものであり、図６に示す拡散板断面は、図３（ａ）〜（ｅ）の矢印Ａ１〜Ａ４で示す方向の断面のいずれとも考えることができる。
【００１８】
図６の例では、拡散板５の辺と平行な方向（厚み方向と直交する方向）から外力を与えて変形させるために、拡散板５の両端部に当接する当接部１３，１３が対をなして設けられている。対の当接部１３，１３の間隔は拡散板５の寸法よりやや小さく設定されており、対の当接部１３，１３が拡散板５の周縁に当接することで、拡散板５の周縁から中央部に向かう外力Ｐ２が与えられる。
拡散板５を湾曲させるという観点からは図５の例及び図６の例のいずれも採用可能であるが、拡散板５が温度や湿度などの外的要因により伸びることがあるため、拡散板５の伸びによる弊害防止という観点からは、図５の例が好ましい。
【００１９】
つまり、図６の例の場合、拡散板５が平面方向に伸びた場合、当接部１３の間隔が一定であるために、伸びによる力は、図６（ｃ）のように拡散板の厚さ方向（図６（ｃ）の上方）に逃げようとする。したがって、拡散板５には図６（ｄ）に示すように撓みが発生したり、拡散板５が液晶パネルと接触するおそれがある。
一方、図５の例の場合、拡散板５が平面方向に伸びても、当接部１１，１２はその伸びを阻害しないので、当接部の存在により拡散板５の撓み等が発生することを回避することができる。
【００２０】
なお、図５及び図６の例で示した当接部１１，１２，１３はケーシング２に設けておけばよい。
図７は、図５の例を応用した拡散板取付構造を有するバックライト１を示している。このバックライト１のケーシング２は、内部光源３が配置される第１ケース部（下ケース部）２１と、第１ケース部２１とは別体の第２ケース部（上ケース部）２２との組み立て体として構成されている。
第１ケース部２１は、矩形状の底面部２１の４辺から側壁２１ａ，２１ｂが立設され、上方開口状に形成されている。拡散板５は第１ケース部２１の開口部周縁（側壁２１ａ，２１ｂの上端縁）に当接して支持される。第１ケース部２１の内面には反射層が形成されている。
【００２１】
各側壁２１ａ，２１ｂのうち、複数の線状光源３の長手方向両端側に位置する側壁２１ａ（以下、短側壁２１ａともいう）の上端縁は、拡散板５をその一辺（短辺）６に沿って湾曲させて湾曲辺とするために上方凸状にカーブしたアーチ状に形成されている。また、各側壁２１ａ，２１ｂのうち、線状光源３のと平行な側壁２１ｂ（以下、長側壁２１ｂといもいう）の上端縁は、拡散板５の他の一辺（長辺）７が湾曲辺とされないことに対応して直線状に形成されている。
第２ケース部２２は、発光面に対応した矩形状の開口を有する矩形状の天面２２ａの４辺から側壁２２ｂ，２２ｃが垂下して設けられている。この第２ケース部２２は、拡散板５が第１ケース部２１の開口部周縁に支持された状態で拡散板５の発光面５ａ側（図７において上方）から外嵌状に第１ケース部２１に被せて組み立て立てられる。なお、第１ケース部２１と第２ケース部２２とは必要に応じてネジなどの固着具によって連結固定される。
【００２２】
第２ケース部２２の内面には、第１ケース部２１とで拡散板５を挟み込むための当接部（ストッパー）１２，１２，１２，１２が設けられている。これらの当接部１２は、拡散板５の発光面５ａ側から拡散板５に当接して拡散板５を第１ケース部２１の側壁２１ａ，２１ｂの上端に押し付けて側壁２１ａ，２１ｂの上端の形状に沿って拡散板５を変形させるための外力を拡散板５に与える。この外力によって拡散板５は凸状に湾曲する。なお、当接部１２は、第２ケース部２２の上部開口から見て見えないように突出量が抑えられている。なお、拡散板５の大きさが３００ｍｍ×４００ｍｍで厚さ２ｍｍの場合、拡散板５の周縁に対する中央部の上方への突出量は２ｍｍ程度に設定される。
【００２３】
第２ケース部２２の当接部１２は、第２ケース部２２内面の４つのコーナ部のそれぞれに設けられており、拡散板５の湾曲辺６の両端部に当接する。したがって、第２ケース部２２の当接部１２は、図３（ａ）の第２当接部１２に対応する。
また、図７において図３（ａ）の第１当接部１１に対応するのは、第１ケース部２１の短側壁２１ａの上端１１，１１である。
第１ケース部２１の側壁２１ａ，２１ｂの上端形状のように、拡散板５の光源側又は発光面側から当接する当接部１１，１２のいずれか一方、あるいは双方１１，１２は湾曲した拡散板５の周縁に沿った形状となっているのが好ましい。この場合、拡散板５の湾曲形状が安定する。
【００２４】
図８に示すように、拡散板５の湾曲辺６の両端部６ａ，６ａとケーシング２（第２ケーシング２２）との間には、拡散板５の発光面方向への伸びＸを許容するための間隙Ｃが設けられている。この間隙により、拡散板５が外的要因により伸びたとしても、その伸びは間隙Ｃで許容され、拡散板５の撓み等の発生を防止できる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、拡散板を凸状とすることで拡散板の垂れ下がりを防止でき、発光品位の劣化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本態様を示す斜視図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】拡散板の曲げ方の例を示す図である。
【図４】拡散板の曲げ方の例を示す図である。
【図５】拡散板を曲げるための外力の加え方を示す図である。
【図６】拡散板を曲げるための外力の加え方を示す図である。
【図７】本発明のより具体的な態様を示す斜視図である。
【図８】図７の側面図である。
【図９】従来のバックライトの側面図である。
【符号の説明】
１ バックライト（照明装置）
２ ケーシング
３ 線状光源
５ 拡散板
５ａ 発光面
５ｂ 光源側面
６ 湾曲辺
７ 湾曲辺
１１ 当接部
１２ 当接部
１３ 当接部
２１ 第１ケース部
２２ 第２ケース部
Ｃ 間隙

Claims (8)

1. 開口部を有するケーシング内部に配された複数の光源を備え、前記開口部から出る光を拡散するための拡散板が設けられた照明装置において、
   前記拡散板の発光面は、前記複数の光源に跨る１つの凸状面となっており、
   前記拡散板は、前記ケーシングに支持されており、前記凸状面を構成する湾曲辺の両端と前記ケーシングとの間に、熱による前記凸状面に沿った方向の伸びを許容する間隔を有するように形成されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記拡散板は、発光面が凸状面となるように予め形成されたものが取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記拡散板は、外力によって湾曲させて発光面が凸状面となるように取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
4. 前記拡散板は、当該拡散板の面と平行な方向への外力によって発光面が凸状面となるように湾曲させられていることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
5. 前記拡散板は、当該拡散板の厚さ方向への外力によって発光面が凸状面となるように湾曲させられていることを特徴とする請求項３記載の照明装置。
6. 前記ケーシングは、前記拡散板の周縁付近発光面側から厚さ方向に前記拡散板を押さえ付ける外力を与える当接部を備えていることを特徴とする請求項５記載の照明装置。
7. 前記ケーシングは、前記拡散板の周縁を前記複数の光源側から支持する第１ケース部と、前記第１ケース部とは別体でありかつ前記当接部が設けられた第２ケース部を組み立てて構成されていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記ケーシングは、前記拡散板の発光面が凸状湾曲する外力を与えつつ前記拡散板の厚さ方向両側から挟み込み保持する当接部を備えていることを特徴とする請求項５記載の照明装置。

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