JP4926905B2 - 面状照明装置 - Google Patents
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Description
このような、導光板を用いたバックライトユニットとしては、透明樹脂に光を散乱させるための散乱粒子を混入させた導光板を用いる方式のバックライトユニットが提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
また、特許文献2には、光散乱導光体と、光散乱導光体の光取出面側に配置されたプリズムシートと、光散乱導光体の裏面側に配置された反射体とを備えた面光源装置が記載されている。また、特許文献3には、プリズム列状の繰り返し起伏を有する光入射面と、光拡散性を与えられた光出射面を備えた板状の光学材料からなる光出射方向修正素子を備えた液晶ディスプレイが記載され、特許文献4には、内部に散乱能を与えられた光散乱導光体と、前記光散乱導光体の端面部から光供給を行う光供給手段を備えた光源装置が記載されている。
このような複合的な過程を通して、光源の方向からみて前方斜め方向に向かう指向性をもって光取出面から高効率で出射される光束が生成される。つまり、光源から放射された光は光散乱導光体の光取出面から出射される。
このように、散乱粒子が混入された導光板を用いることで、高い出射効率で、均一な光を射出することができると記載されている。
また、特許文献1〜4に記載されている、光源の入射位置から遠ざかるにつれて厚みを減する傾向を持つ形状、または、平板形状を有する導光板を用いる面状照明装置では光の到達距離に限界があるため、大型化に限界があるという問題もある。
また、前記照度分布制御手段は、前記導光板の光射出面内における位置を、前記対をなす光入射面のいずれか一方に平行な方向とこれに直交する方向におけるそれぞれの位置により指示し、さらに前記それぞれの方向に光を射出する前記主光源の各々および前記副光源の各々の射出光量を指示することにより、前記導光板の光射出面の任意の位置における照度を制御するものであることが好ましい。
27/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000
かつ
0.008%wt<Np<0.25%wt
を満足することが好ましい。
1.1≦Φ・Np・L・KC≦8.2
かつ
0.005≦KC≦0.1
を満足することが好ましい。
図1は、本発明に係る面状照明装置を備える液晶表示装置の概略を示す斜視図であり、図2は、図1に示した液晶表示装置のII−II線断面図である。
また、図3(A)は、図2に示した面状照明装置(以下、バックライトユニットともいう)のIII−III線矢視図であり、図3(B)は、同(A)のB−B線断面図である。
駆動ユニット14は、液晶表示パネル12内の透明電極に電圧をかけ、液晶分子の向きを変えて液晶表示パネル12を透過する光の透過率を制御する。
以下、バックライトユニット20を構成する各構成部品について説明する。
ここで、主光源28と副光源29とは、導光板30に対する配置位置を除いて基本的には同様の構成であるので、代表して、1つの主光源28について説明する。
図4(A)は、図1及び図2に示す面状照明装置20の主光源28の概略構成を示す概略斜視図であり、図4(B)は、図4(A)に示す主光源28の断面図であり、図4(C)は、図4(A)に示す主光源28の1つの発光ダイオードのチップ(以下、LEDチップという)50のみを拡大して示す概略斜視図である。
図4(A)に示すように、主光源28は、ここでは一例として、複数のLEDチップ50と、光源支持部52とを有する。
つまり、LEDチップ50の発光ダイオードの表面から射出された青色光が蛍光物質を透過すると、蛍光物質が蛍光を発する。これにより、LEDチップ50から射出された青色光が透過すると、発光ダイオードから射出された青色光と蛍光物質が蛍光を発することで射出される光とで白色光を生成され、射出される。
ここで、LEDチップ50としては、GaN系発光ダイオード、InGaN系発光ダイオード等の表面にYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光物質を塗布したチップが例示される。
ここで、本実施形態のアレイ基板54は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良い金属で形成されており、LEDチップ50から発生する熱を吸収し、外部に放散させるヒートシンクとしての機能も有する。
光源支持部52に、フィン56を複数設けることで表面積を広くすることができ、かつ、放熱効果を高くすることができる。これにより、LEDチップ50の冷却効率を高めることができる。
また、ヒートシンクは、空冷方式に限定されず、水冷方式も用いることができる。
なお、本実施形態では、光源支持部52のアレイ基板54をヒートシンクとして用いたが、LEDチップの冷却が必要ない場合は、ヒートシンクに代えて放熱機能を備えない板状部材をアレイ基板として用いてもよい。
LEDチップ50を長方形形状とすることにより、大光量の出力を維持しつつ、薄型の光源とすることができる。光源を薄型化することにより、面状照明装置を薄型にすることができる。また、LEDチップの配置個数を少なくすることができる。
また、このように、導光板の四方を囲む形で光源を配置する構成によれば、大光量の照明光を光射出面から射出することができるので、装置の大型化を実現することができる。
このとき各LEDチップ50の光量は、図3(A)に示す導光板30において、2等分線α上の光量分布が釣鐘型の分布(中高分布)となるように設定されるのが好ましい。すなわち、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの中心部に対向するLEDチップの光量を1とすると、他のどの位置においても、光量Iが、0<I≦1となるように各LEDチップ50の光量が設定される。
所望の光量分布を得るための各LEDチップ50の光量の算出方法としては、例えば逐次反復法による計算や、その他の公知の方法を用いればよい。
また、このような構成によれば、主光源28において、中央部から離れた位置に配置されたLEDチップ50の個数を削減することができるため、製造時にかかるコストを低くすることができ、また、消費電力も低減することができる。
図5は、導光板30の形状を示す概略斜視図である。
導光板30は、図2、図3及び図5に示すように、略矩形形状の平坦な光射出面30aと、この光射出面30aの両端に、光射出面30aに対してほぼ垂直に形成された2つの光入射面(第1光入射面30dと第2光入射面30e)と、光射出面30aの反対側、つまり、導光板の背面側に位置し、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eに平行で、光射出面30aを2等分する2等分線α(図1、図3参照)を中心軸として互いに対称で、光射出面30aに対して所定の角度で傾斜する2つの傾斜面(第1傾斜面30bと第2傾斜面30c)と、光射出面30aの光入射面が形成されていない側の両端(光射出面30aと光入射面との交線に直交する2つの辺)に、光射出面30aに対して略垂直に形成された2つの側面(第1側面30fと第2側面30g)とを有している。
つまり、導光板30は、両端部、すなわち第1光入射面30dと第2光入射面30eで厚みが最も薄くなり、中央部、すなわち第1傾斜面30bと第2傾斜面30cが交差する2等分線αに対応する位置で厚さが最大となる。言い換えれば、導光板30は、第1光入射面30dまたは第2光入射面30eから離れるに従って導光板の光射出面30aに垂直な方向の厚みが厚くなる形状である。なお、光射出面30aに対する第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cの傾斜角度は特に限定されない。
このように面状照明装置20は、2つの主光源28が、導光板30をはさみこむように配置されている。つまり、所定間隔離間して、向い合って配置された2つの主光源28の間に導光板30が配置されている。
また、副光源29から射出され第1副入射面30f及び第2副入射面30gから入射した光も同様に、導光板30の内部に含まれる散乱体(詳細は後述する)によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、または第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから出射する。
T=I/I0=exp(−ρ・x) …(1)
ここで、xは距離、I0は入射光強度、Iは出射光強度、ρは減衰定数である。
ρ=Φ・Np …(2)
従って、導光板に入射した光の進行方向に平行な方向における導光板の入射面から厚みが最も厚い位置までの長さ、本実施形態では、導光板の光軸方向の半分の長さをLGとすると、光の取り出し効率Eoutは、下記式(3)で与えられる。ここで、導光板の光軸方向の半分の長さLGは、導光板30の光入射面に垂直な方向における導光板30の一方の光入射面から導光板30の中心までの長さとなる。
Eout∝exp(−Φ・Np・LG) …(3)
Eout=exp(−Φ・Np・LG・KC) …(4)
この結果より、Φ・Np・LG・KCの値が大きくなると、光の取り出し効率Eoutが低くなることが分かる。光は導光板の光軸方向へ進むにつれて散乱するため、光の取り出し効率Eoutが低くなると考えられる。
また、補正係数KCは、0.005以上0.1以下(0.005≦KC≦0.1)であることが好ましい。
まず、散乱断面積Φ、粒子密度Np、導光板の光軸方向の半分の長さLG、補正係数KCを種々の値とし、Φ・Np・LG・KCの値が異なる各導光板について、計算機シミュレーションにより光利用効率を求め、さらに照度むらの評価を行った。ここで、照度むら[%]は、導光板の光射出面から射出される光の最大照度をIMaxとし、最小照度をIMinとし、平均照度をIAveとしたときの[(IMax−IMin)/IAve]×100とした。
また、副光源から入射する光は、光軸方向における位置によらず一定となるため、本具体例では、副光源を配置しない条件で評価を行った。
測定した結果を表1に示す。また、表1における判定は、光利用効率が50%以上かつ照度むらが150%以下の場合を○、光利用効率が50%より小さいまたは照度むらが150%より大きい場合を×として示す。
表1及び図6に示すように、Φ・Np・LG・KCを1.1以上とすることで、光利用効率を大きくすること、具体的には光利用効率を50%以上とすることができ、8.2以下とすることで、照度むらを150%以下にすることができることがわかる。
また、Kcを0.005以上とすることで、光利用効率を高くすることができ、0.1以下とすることで、導光板からの射出される光の照度むらを小さくすることができることがわかる。
このようにして種々の粒子密度の導光板について、それぞれ光射出面から射出される光の照度分布を測定した結果を図7に示す。図7は、縦軸を照度[lx]とし、横軸を導光板の一方の光入射面からの距離(導光長)[mm]とした。
図8に、算出した照度むらと粒子密度との関係を示す。図8では、縦軸を照度むら[%]とし、横軸を粒子密度[個/m3]とした。また、図8には、横軸を同様に粒子密度とし、縦軸を光利用効率[%]とした、光利用効率と粒子密度との関係も併せて示す。
ここで、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を50%以上とし、かつ、照度むらを150%以下とすることができる。照度むらを150%以下とすることで、照度むらを目立たなくすることができる。
つまり、Φ・Np・LG・KCを1.1以上8.2以下とすることで、光利用効率を一定以上とし、かつ照度むらも低減することができることがわかる。
光学部材ユニット32は、導光板30の光射出面30aから射出された照明光をより照度(輝度)むらのない光にして、照明装置本体24の光出射面24aからより照度むらのない照明光を射出するためのもので、図2に示すように、導光板30の光射出面30aから射出する照明光を拡散して照度むらを低減する拡散シート32aと、光入射面と光射出面との接線と平行なマイクロプリズム列が形成されたプリズムシート32bと、プリズムシート32bから射出する照明光を拡散して照度むらを低減する拡散シート32cとを有する。
例えば、光学部材として、上述の拡散シート及びプリズムシートに、加えてまたは代えて、拡散反射体からなる多数の透過率調整体を照度むらに応じて配置した透過率調整部材も用いることもできる。また、光学部材ユニットを、プリズムシートおよび拡散シートを各1枚ずつ用いるか、あるいは、拡散シートのみを2枚用いて、2層構成としてもよい。
反射板34は、導光板30の第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cから漏洩する光を反射して、再び導光板30に入射させるために設けられており、光の利用効率を向上させることができる。反射板34は、導光板30の第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cに対応した形状で、第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cを覆うように形成される。本実施形態では、図2では、導光板30の第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cが断面三角形状に形成されているので、反射板34もこれに補形する形状に形成されている。
これにより、光源12のLEDチップ50から射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30d及び第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
ここで、上部誘導反射板36及び下部誘導反射板38としては、上述した反射板34に用いる各種材料を用いることができる。
これにより、光源12のLEDチップ50から射出された光を効率よく導光板30の第1光入射面30d及び第2光入射面30eに入射させることができ、光利用効率を向上させることができる。
なお、本実施形態では、反射板34と下部誘導反射板38と連結させたが、これに限定されず、それぞれを別々の部材としてもよい。
また、上部誘導反射板36及び下部誘導反射板38は、導光板30の第1副入射面30f及び第2副入射面30g側の端部にも配置することがより好ましい。上部誘導反射板36及び下部誘導反射板38を導光板30の第1副入射面30f及び第2副入射面30gの端部にも配置することで、副光源29から射出された光を効率よく導光板に入射させることができる。
図1〜図3に示すように、筐体26は、照明装置本体24を収納して支持し、かつその光出射面24a側と導光板30の第1傾斜面30b及び第2傾斜面30c側とから挟み込み、固定するものであり、下部筐体42と上部筐体44と折返部材46と支持部材48とを有する。
上部筐体44は、図2に示すように、面状照明装置本体24及び下部筐体42の上方(光射出面側)から、照明装置本体24およびこれが収納された下部筐体42をその4方の側面部22bも覆うように被せられて配置されている。
折返部材46は、図2に示すように、下部筐体42の側面と上部筐体44の側面との間に嵌挿され、U字形状の一方の平行部の外側面が下部筐体42の側面部22bと連結され、他方の平行部の外側面が上部筐体44の側面と連結されている。
ここで、下部筐体42と折返部材46との接合方法、折返部材46と上部筐体44との接合方法としては、ボルトおよびナット等を用いる方法、接着剤を用いる方法等種々の公知の方法を用いることができる。
なお、筐体の上部筐体、下部筐体及び折返部材には、金属、樹脂等の種々の材料を用いることができる。なお、材料としては、軽量で高強度の材料を用いることが好ましい。
また、本実施形態では、折返部材を別部材としたが、上部筐体または下部筐体と一体にして形成してもよい。また、折返部材を設けない構成としてもよい。
支持部材48は、図2に示すように、反射板34と下部筐体42との間、より具体的には、導光板30の第1傾斜面30bの第1光入射面30d側の端部に対応する位置の反射板34と下部筐体42との間に配置され、導光板30及び反射板34を下部筐体42に固定し、支持する。
支持部材48により反射板34を支持することで、導光板30と反射板34とを密着させることができる。さらに、導光板30及び反射板34を、下部筐体42の所定位置に固定することができる。
また、配置位置も特に限定されず、反射板と下部筐体との間の任意の位置に配置することができるが、導光板を安定して保持するために、導光板の端部側、つまり、本実施形態では、第1光入射面30d近傍、第2光入射面30e近傍に配置することが好ましい。
また、支持部材を反射板と下部筐体とで形成される空間の全域を埋める形状とし、つまり、反射板側の面を反射板に沿った形状とし、下部筐体側の面を下部筐体に沿った形状としてもよい。このように、支持部材により反射板の全面を支持する場合は、導光板と反射板とが離れることを確実に防止することができ、反射板を反射した光により照度むらが生じることを防止することができる。
面状照明装置20は、導光板30の両端にそれぞれ配置された主光源28から射出された光が導光板30の光入射面(第1光入射面30d及び第2光入射面30e)に入射し、さらに、導光板30の他方の両端にそれぞれ配置された副光源29から射出された光が、側面(第1側面30f及び第2側面30g)に入射する。それぞれの面から入射した光は、導光板30の内部に含まれる散乱体によって散乱されつつ、導光板30内部を通過し、直接、または第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cで反射した後、光射出面30aから出射する。このとき、第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cから漏出した一部の光は、反射板34によって反射され再び導光板30の内部に入射する。
このようにして、導光板30の光射出面30aから射出された光は、光学部材32を透過し、照明装置本体24の光出射面24aから射出され、液晶表示パネル12を照明する。
液晶表示パネル12は、駆動ユニット14により、位置に応じて光の透過率を制御することで、液晶表示パネル12の表面上に文字、図形、画像などを表示する。
なお、本実施形態では、導光板30として、第1側面30fから第2側面30gまでの長さを1000[mm]とし、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの光射出面30aに垂直な方向の長さdを580[mm]とし、2等分線αにおける光射出面30aから背面までの長さ、つまり、厚さの最も厚い部分の厚みDを3.5[mm]とし、第1光入射面30d、または第2光入射面30eから2等分線αまでの距離LGを290[mm]とした形状の導光板を用いた。
また、導光板の重量に対する導光板に混入した散乱粒子の重量の割合を0.07Wt%とした。
図9では、縦軸を、相対照度[lx]とし、横軸を、導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における位置[mm]とした。なお、横軸において、0の位置は、導光板30の、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における中心位置であり、−500および500の位置は、導光板30の、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における両端部を示す。
図10は、本発明の面状照明装置10の主光源28の延在方向における、LEDチップ50aおよび50bの配列密度を示す、LEDチップの分布図である。
図10では、横軸を、導光板18の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における距離を所定の長さ(本実施例においては、4[mm])で区切った際の位置[区間]とし、縦軸を、この所定の単位長さの区間に配置されるLEDチップの個数[個]とした。なお、横軸において、0区間は、導光板18の光入射面18dの長手方向における中心位置を含む4[mm]の範囲であり、−12および12区間は、光入射面18dの長手方向における両端部から4[mm]中心側までの範囲を示す。
なお、配列密度は、一般的には、導光板30の2等分線α上の照度分布が釣鐘型の分布(中高分布)となるように決定されるのが好ましい。釣鐘型の照度分布を得るための各LEDチップ50の配列密度の算出方法としては、逐次反復法による計算や、その他の公知の方法を用いればよい。
また、LEDチップ50は、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における中心部に対向する部分が最も配列密度が高く、中心部から離れるに従って配列密度が低くなるように、配列されることが好ましい。これにより、導光板30において、より釣鐘型の分布を得ることができる。
図11は、主光源28において、LEDチップ50を図10のI1およびX1のパターンの配列密度となるように配列した場合の、導光板30の中心を通り、第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向と平行な方向における光射出面30aの照度分布を示している。なお、図11では、縦軸を、相対照度[lx]とし、横軸を、導光板30の第1光入射面30dおよび第2光入射面30eの長手方向における位置[mm]としている。
図11に示されるように、I1またはX1のいずれのパターンの配列密度を用いた場合も、中心部(横軸が0の位置)が最も照度が高く、周辺に離れるに従って照度が低下する、釣鐘型の照度分布を得ることができる。
図12では、縦軸を、相対照度[lx]とし、横軸を、導光板30の第1副入射面30fおよび第2副入射面30gの長手方向における位置[mm]とした。
図12に示されるように、導光板30の第1副入射面30fおよび第2副入射面30gの長手方向における照度分布は、主光源28のLEDチップ50の配列密度がI1であるかX1であるかにはほとんど関わらず、中心部(横軸が0の位置)が最も照度が高く、周辺に離れるに従って照度が低下する、釣鐘型の照度分布となる。
そこで、本発明の面状照明装置10では、このような場合にも対応可能とするために、2種類の照度分布調整手段を提案するものである。この2種類の照度分布調整手段は、先に説明したエリアコントロールとラインコントロールである。
エリアコントロールの基本は、図13に示すように、例えば、面状照明装置の光射出面を縦横それぞれ複数個(ここでは、相対照度0.75:1:0.75で3分割した例)に分割したゾーンを設定し、その短辺方向(図13中、縦方向)あるいは長辺方向(同、横方向)について、それぞれ、対応するLEDの照度を図14(A)、(B)に示すような異なる照度分布をもたらすように調整するものである。
また、図13中の縦横に5分割されているエリアは、ここで用いる受光器の測光エリアを表わしている。このように、照度分布の設定における領域分割と、測光のための領域分割とが異なっていても実質的には問題にならない。
また、例えば、長方形の画面を想定した場合であれば、短辺に照度の傾斜を有するもの(図15(A)参照)、長辺方向に照度の傾斜を有するもの(図15(B)参照)、対角線方向に照度の傾斜を有するもの(図16(A)、(B)参照)等が挙げられる。
なお、ここに示す例では、短辺方向における照度分布が滑らかな曲線の形状(図14(A)参照)、長辺方向における照度分布が折れ線形状(図14(B)参照)となっているが、これは一例であり、短辺方向と長辺方向とのそれぞれについて、各方向における位置ごとに、種々の照度分布特性を選択・指定してよいことはいうまでもない。
図17に示す例では、短辺方向・長辺方向ともに、中央部が高照度となる、いわゆる中高型(釣鐘型)の照度分布特性としている状況を、短辺方向・長辺方向の両方向の各位置における断面での仮想切断面とともに示している。
図18は、画面の場所ごとにライン状に光強度変調を書ける場合に、あるコントラスト=光強度最大値/光強度最小値の幅を表わしている。
図19に示す例では、長辺方向に配置されているLEDの内から中心部の76個を指定して、この範囲に表示されるべき画像に対応するデータの表示位置を、この例では314[mm]以内の距離であれば、自由に位置を移動させて表示するように、ラインコントロール手段により、表示位置(つまり、照度調整対象となるLEDの位置)を移動させるものである。
なお、ここで、図20(A)〜図22は、それぞれ、移動量0[mm]、20[mm]、40[mm]、60[mm]、80[mm]に対応する図である。
言い換えれば、場所により、重ねあわせの原理に従い、ライン状に光強度変調をかけることが可能になる。
D1<D2
かつ、
27/100000<〔(D2−D1)/(L/2)〕<5/100
並びに、導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすことが好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を30%以上に向上させることができる。
D1<D2
かつ、
66/100000<〔(D2−D1)/(L/2)〕<26/1000
並びに、導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすように改良することも好ましい。上記関係を満足する形状とすることで主光源の出射効率を40%以上に向上させることができる。
D1<D2
かつ、
1/1000<〔(D2−D1)/(L/2)〕<26/1000
並びに、導光板の重量に対する混入された散乱粒子の重量の割合:Npaの範囲が
0.04%Wt<Npa<0.25%Wt
の関係を満たすように改良することがさらに好ましい。上記関係を満足する形状とすることで、主光源の出射効率を50%以上に向上させることができる。
なお、図25においては、横軸を導光板の(D2−D1)/(L/2)とし、縦軸を光利用効率[%]とした。
図25に示した測定結果からも、導光板の形状を
27/100000<〔(D2−D1)/(L/2)〕<5/100
とすることで、光利用効率を30%以上とすることができ、
66/100000<〔(D2−D1)/(L/2)〕<26/1000
とすることで、光利用効率を40%以上とすることができ、
1/1000<〔(D2−D1)/(L/2)<26/1000〕
とすることで、光利用効率を50%以上とすることができることがわかる。
混入する散乱粒子の重量の割合:Npaを2層の材料の間で適正な比率とすることにより、1種類の混入割合の材料を用いた場合には得られない、優れた光散乱特性を得ることも可能であえる。
例えば、第1傾斜面30b及び第2傾斜面30cには、第1光入射面30d及び第2光入射面30eと平行な方向に微細なプリズム列を形成してもよい。また、このようなプリズム列の代わりに、プリズムに類する光学素子を規則的に形成することもできる。例えば、レンチキュラーレンズ、凹レンズ、凸レンズ、ピラミッド型など、レンズ効果を有する光学素子を導光板の傾斜面に形成することもできる。
また、光源として、赤色LED、緑色LED、青色LEDの3種類のLEDを組み合わせた構成のLEDユニットを用いることもできる。この場合は、3種類のLEDから射出された光を混色することで白色光とすることができる。
さらにLEDの代わりに半導体レーザ(LD)を用いることもできる。
12 液晶表示パネル
14 駆動ユニット
14A エリアコントロール部
14B ラインコントロール部
20 面状照明装置
24 照明装置本体
24a 光出射面
26 筐体
28 主光源
29 副光源
30 導光板
30A 2層構成の場合の上層
30B 2層構成の場合の下層
30a 光射出面
30b 第1傾斜面
30c 第2傾斜面
30d 第1光入射面
30e 第2光入射面
30f 第1側面(第1副入射面)
30g 第2側面(第2副入射面)
31 LEDガード用凹部
32 光学部材ユニット
32a、32c 拡散シート
32b プリズムシート
34 反射板
36 上側誘導反射板
38 下側誘導反射板
42 下部筐体
44 上部筐体
46 折返部材
48 支持部材
49 電源収納部
50 LEDチップ
52 光源支持部
54 アレイ基板
56 フィン
58 発光面
Claims (12)
- 光射出面、前記光射出面の端辺側に設けられ、前記光射出面に略平行な方向に進行する光を入射する少なくとも1つの光入射面、および、前記光射出面の反対側に形成された背面を備える導光板と、
前記導光板の光入射面に対向して配置され、前記光入射面に光を入射する光源ユニットとを有し、
前記光源ユニットは、複数の光源と、前記複数の光源が、前記光入射面の各々の長手方向に沿って列状に配置された支持体とを有し、
さらに、前記光源ユニットの複数の光源それぞれが射出する光量を表示画像に応じて調整して、前記導光板の光射出面の任意の位置における、指定された局所的照度分布を形成する照度分布制御手段を備えることを特徴とする面状照明装置。 - 前記照度分布制御手段は、入力された局所的照度分布のパターンを記憶するパターン記憶部と、表示画像に応じて、指定された前記局所的照度分布のパターンを前記パターン記憶部から読み出して、このパターンに対応する前記光源の駆動信号を出力するものである請求項1に記載の面状照明装置。
- 前記照度分布制御手段は、前記導光板の光射出面内における位置を、前記光入射面に平行な方向とこれに直交する方向におけるそれぞれの位置により指示し、さらに前記それぞれの方向に光を射出する前記光源ユニットの各々の射出光量を指示することにより、前記導光板の光射出面の任意の位置における照度を制御する請求項1または2に記載の面状照明装置。
- 前記照度分布制御手段は、入力された強度変調ラインの位置および強度変調パターンを記憶するパターン記憶部と、表示画像に応じて、指定された前記強度変調ラインの位置および強度変調パターンを前記パターン記憶部から読み出して、このラインに対応する前記光源の駆動信号を出力するものである請求項1に記載の面状照明装置。
- 前記光源ユニットの各々は互いに独立して光量の調整が可能であり、前記照度分布制御手段からの信号に基づいて、前記導光板の光射出面の照度調整がなされる請求項1〜4のいずれかに記載の面状照明装置。
- 前記導光板が、前記光射出面の一方の両端辺に対してそれぞれ形成された1対の第1の光入射面、および、前記光射出面の他方の両端辺に対してそれぞれ形成された1対の第2の光入射面を有し、
前記光源ユニットが、前記導光板の第1の光入射面の各々にそれぞれ対向して配置され、前記第1の光入射面の各々にそれぞれ光を入射する1対の主光源、および、前記導光板の第2の光入射面の各々にそれぞれ対向して配置され、前記第2の光入射面の各々にそれぞれ光を入射する1対の副光源からなる請求項1〜5のいずれかに記載の面状照明装置。 - 前記導光板の前記背面が、前記第1の光入射面の各々から前記光射出面の中央部に向かうに従って前記光射出面に垂直な方向の厚みが厚くなるように傾斜し、前記第1の光入射面の各々の間で接合する1対の傾斜面からなる請求項6に記載の面状照明装置。
- 前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の密度をNpとし、一対の第1の光入射面の間の距離をLとし、前記第1の光入射面における厚みをD1とし、前記導光板の中点における厚みをD2とすると、下記不等式
27/100000<(D2−D1)/(L/2)<26/1000
かつ
0.008%Wt<Np<0.25%wt
を満足する請求項7に記載の面状照明装置。 - 前記導光板は、内部に多数の散乱粒子を含み、前記散乱粒子の散乱断面積をΦ、前記散乱粒子の密度をNp、補正係数をKC、光の入射方向における前記光入射面から対向する端面までの長さをLとしたときに、不等式
1.1≦Φ・Np・L・KC≦8.2
かつ
0.005≦KC≦0.1
を満足する請求項7または8のいずれかに記載の面状照明装置。 - 前記導光板が、1つの光入射面を有し、
前記1つの光入射面に対面する1つの前記光源ユニットを有する請求項1〜5に記載の面状照明装置。 - 前記導光板が、2つの光入射面を有し、
前記2つの光入射面の各々にそれぞれ対面して配置される2つの前記光源ユニットを有する請求項1〜5に記載の面状照明装置。 - 前記導光板が、3つの光入射面を有し、
前記3つの光入射面の各々にそれぞれ対面して配置される3つの前記光源ユニットを有する請求項1〜5に記載の面状照明装置。
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