JP5584723B2 - 面状光源装置、及び面状光源装置を用いた表示装置 - Google Patents
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このような表示装置においては、装置の小型化・薄型化が要求されており、この要求に応えるべく、光源を表示素子の外側に配置し、表示素子の背面側に設置した導光体の端面から光源より放射される光を導入して面状に発光させる方式のものが多く採用されている。
また導光体とテーパー状の断面形状を有する透明集光部材(ライトガイド部材)とを一体化または接着剤によって一体化する技術も知られている(特許文献2,3参照)。
しかしながら、導光体への入光効率は光入射主面と光源の大きさの比のみではなく、光源よりの放射光の発散角、光源と光入射主面の距離(以下、クリアランスと称する)によっても影響され、発散角が小さいほど、クリアランスが小さいほど入射効率は高い。
従来技術ではクリアランスを光源よりの放射光の発散角および光源・光入射主面の厚さを考慮して設定した所望の値に保持する場合には、導光体の背面または周囲にフレーム部材を別途設けて、光源が取り付けられた光源ホルダとフレーム部材、フレーム部材と導光体で各々位置合せをする、つまりフレーム部材を介して位置決めをする手法を採用する必要があった。
以下、この発明の実施の形態1における面状光源装置について図を用いて説明する。図1はこの発明に係る面状光源装置を表示面側から見た上面図、図2は図1に示される面状光源装置のA−A’断面の分解斜視図、図3は図1に示される面状光源装置の側面図、図4は図3に示される面状光源装置の側面図における導光体のみを示した概念側面図、図5は実施の形態1における面状光源装置の効果を説明するためのグラフ図である。なお、筐体・配線などは省略している。
このような構成によれば、光源ホルダ30を導光体10の第一の主面11に垂直な方向(図3に示す矢印A方向)に移動させて、光源20と光入射主面13の位置合せをする際に、導光体10が突起部131および突起部132を有するために光入射主面13と表面実装型LED21の接触を確実に回避でき、組立の際に特別の注意を払う必要が無いため、組立性の向上が図れる。
光入射主面13の厚みtをパラメータとして、クリアランスのズレ量と光の入光効率の低下率の関係を図5に示す。図5より、特に光入射主面13の厚みtを薄く(面状光源装置を薄型に)した時に、例えばt=4mmとした時に、クリアランスのズレ量が小さいということは、入光効率の低下率を少なくすることができ、より大きな効果が得られることが分かる。
さらに、発光素子を表面実装型のLEDとすることで、基板表面からLEDの上端部までの高さをより高精度に保持することができ、より精度よくクリアランスを保持することができる。
次にこの発明の実施の形態2における面状光源装置について図を用いて説明する。図6はこの発明の実施の形態2に係る面状光源装置の側面図である。
光源20と光入射主面13の最小距離(クリアランス)を規定する突起部は、実施の形態1では導光体10の光入射主面13に設けられていたが、この実施の形態2では、図6に示すように突起部131、132はLED実装基板22の位置を避けて光源ホルダ30側に設けたものである。またこの突起部131、132は、L字型光源ホルダ30のLED実装基板22が取り付けられる面側の両端にそれぞれ上下2箇所に設けられている。
次にこの発明の実施の形態3における面状光源装置について図を用いて説明する。図7はこの発明の実施の形態3に係る面状光源装置を第一の主面11側から見た上面図である。
この実施の形態3では図7に示すように、実施の形態1に記載の面状光源装置とほぼ同じであるが、実施の形態1では光入射主面13の外側に配置していたコネクタ部23を光入射主面13の内側に配置し、かつコネクタ部23と対向する光入射主面13の一部に切り欠き部133を設けた点、これに伴って表面実装型LED21の配置位置を少しずらした点、突起部131、132の形状に少し丸みをもたせた点、のみが実施の形態1と異なる。なお、突起部131、132の形状変更は、実施の形態1に記載の効果が得られる別の実施の形態について示したものであり、特にこの実施の形態3に限り、図7の形状を必要とするものではない。
しかしながら、この実施の形態3の面状光源装置であれば、突起部131、132およびライトガイド部14、ライトガイド保持部31の作用によってクリアランスを精度良く調整することができるため、従来は10%程度のバラツキがあった切り欠き部133近傍の明るさを、3%以内のバラツキに抑えることができ、小型・薄型で表示品位の高い面状光源装置を提供できる。
次にこの発明の実施の形態4における面状光源装置について図を用いて説明する。図8はこの発明の実施の形態4に係る面状光源装置における導光体の光入射主面の概略斜視図、図9は実施の形態4の効果を説明するための図である。
この発明の実施の形態4の面状光源装置は、構成は実施の形態1と同様とし、その効果を分かり易くするために表面実装型LED21の数量を8個から3個に減じている。また図8に示すように導光体10の光入射主面13には微小な面粗し加工、すなわち導光体10の第一の主面11と垂直な方向に延びるピッチ50μm、頂角110度の微小プリズム列135が形成されている。
このような場合、従来より導光体の光入射主面13に微小な面粗し加工を施して入射する光を拡散させ、発散角を調整する工夫がなされていたが、クリアランスが所望の値からずれた場合には明暗むらを生じる問題があった。この発明の構成において、光入射主面に微小な面粗し加工を施すことにより、クリアランスが精度よく保持できるために厳密に明暗むらを抑制することができ、表示品位の高い面状光源装置を提供できる。
次にこの発明の実施の形態1〜4で説明した面状光源装置を用いた表示装置の発明について図10乃至図13を用いて説明する。以下、面状光源装置を用いた表示装置として誘導灯装置の場合を説明する。図10はこの実施の形態5に係る表示装置として誘導灯装置の表示ユニット40を示した分解斜視図、図11は表示ユニット40の一部を示した部分断面拡大図、図12は誘導灯装置60を示す分解斜視図、図13は誘導灯装置60を示す斜視図である。
面状光源装置は、平滑面である第一の主面11と、サンドブラストによって表面粗し加工を施された第2の主面12と、ピッチ75μm・頂角107度・頂角部の先端Rを10umとした微小なプリズム列(図示せず)が形成された光入射主面13と、光入射主面13の厚さが5mmで光入射主面側から1mmの位置にわたっては等しく5mmの厚さで、光入射主面13からの距離が1mmから10mmの範囲にわたっては6.3度の傾斜角を有したライトガイド部14が透明なPMMA樹脂で一体成形された導光体10、表面実装型LED21とコネクタ部23が実装されたLED実装基板22とからなる光源20、および光源20のLED実装基板22を取り付けた光源ホルダ30から構成されている。
また導光体10には、第一の主面11側から第2の主面12側まで連続した形状で形成された突起部131、132、およびコネクタ部23と対向する位置と、コネクタ部23と反対側の端部に対向する位置には、それぞれ切り欠き部133が設けられている。
12:第二の主面、 13:光入射主面、
131:突起部、 132:突起部、
14:ライトガイド部、 20:光源、
21:表面実装型LED、 211:光放射面、
22:LED実装基板、 23:コネクタ部、
30:光源ホルダ、 31:ライトガイド保持部、
40:表示ユニット、 41:表示素子、
411:誘導灯図柄、 42:表示ユニット筐体、
50:本体ユニット、 51:電源ユニット、
52:電源コネクタ、 53:電池設置部、
54:点検スイッチ、 55:天井取り付け部、
56:壁面取り付け部、 60:誘導灯装置。
Claims (11)
- 各々対向する第一および第二の主面を有し、前記第一および第二の主面と略直交する側面に光入射主面が形成された導光体と、前記光入射主面と対向して設置され、複数の発光素子で構成された光源と、前記光源を実装した基板と、前記基板の取り付け部を有する光源ホルダを備えた面状光源装置において、前記導光体の光入射主面側には、前記第一および第二の主面により規定される導光体主部より前記光入射主面側に厚く前記導光体主部側に薄くなる第1のテーパー角を有したライトガイド部を前記導光体主部と一体化して設け、前記光源ホルダには、前記ライトガイド部と対向する少なくとも一部に前記ライトガイド部の傾斜を利用して前記光源と前記光入射主面の距離を調整する機構を設けたことを特徴とする面状光源装置。
- 前記導光体には前記基板の光源が実装されていない領域と対向する位置に、前記基板と前記光入射主面の最小距離を規定する突起部を設け、前記基板は長尺状をなし、前記導光体の突起部は前記基板の長手方向の両端側の位置に接するように2つ設けられたことを特徴とする請求項1に記載の面状光源装置。
- 光源ホルダに設けられた光源と光入射主面の距離を調整する機構は、ライトガイド部の第1のテーパー角と略等しいテーパー角の傾斜を有したライトガイド保持部で構成された請求項1または請求項2に記載の面状光源装置。
- 発光素子は表面実装型の発光ダイオード(LED)であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の面状光源装置。
- 導光体に設けられた突起部は、発光素子の光放射面と対向する位置を避けて設けられたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の面状光源装置。
- 光源に駆動電力を供給するための配線を接続するコネクタ部を基板上に設け、前記コネクタ部と対向する導光体の光入射主面の一部には、前記コネクタ部が接触するのを防ぐ切り欠き部を設けてなる請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の面状光源装置。
- 第一および第二の主面により規定される導光体主部は、光入射主面側に厚く、反光入射主面側に薄くなる第2のテーパー角を有し、この第2のテーパー角はライトガイド部に設けられた第1のテーパー角よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の面状光源装置。
- 導光体の光入射主面に微小な面粗し加工が施されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の面状光源装置。
- 導光体の光入射主面に施された面粗し加工は、前記導光体の第一の主面と垂直な軸に平行に形成された微小なプリズム列である請求項8に記載の面状光源装置。
- 請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の面状光源装置を表示素子の背面に設けた表示装置。
- 請求項10に記載の表示装置において、導光体の第一または第二の主面と平行な面を有した誘導灯図柄を表示する表示素子を、前記導光体の出射面側に設けたことを特徴とする表示装置。
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