JPH0876123A

JPH0876123A - 照明装置

Info

Publication number: JPH0876123A
Application number: JP6234059A
Authority: JP
Inventors: Kyoichi Hashizume; 享一橋爪
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1994-09-02
Filing date: 1994-09-02
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: JP3536372B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光拡散板表面側の輝度を均一化し、表示パネ
ルに均一な光量の光を供給して表示パネルの表示効果を
向上させる照明装置を提供する。【構成】光拡散板１１の裏面に、照射される光の光量
に応じて板厚を変える起伏部１４を形成することによ
り、光透過量を部分的の調整して光拡散板の表面側に輝
度を均一にする。このようにすることにより、表示パネ
ルに供給される光の量を均一にして、表示性能の向上を
図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、照明装置に関し、さ
らに詳しくは、液晶表示パネル等に光を供給する照明装
置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の照明装置としては、図１
０及び図１１に示すようなものが知られている。この照
明装置は、図に示すように略Ｕ字状の線状光源１に対向
するように光拡散板２を所定間隔を介して配置させてい
る。図１１は図１０のＷ−Ｗ断面図であり、線状光源１
が反射板３の凹部に収納され、この反射板３の上部に光
拡散板２を配置し、光拡散板２の上方に液晶表示パネル
４を配置した状態を示している。この照明装置では、線
状光源１から照射された光が光拡散板２へ直接入射する
と同時に反射板３で反射されて光拡散板２へ照射される
ようになっている。この光拡散板２は、例えば光散乱を
生じさせる材料を含んでなり、平板状に形成されてい
る。また、他の従来技術として、例えば図１５に示すよ
うな光拡散板２を用いるものがある。この光拡散板２
は、略Ｕ字状の線状光源に対応する領域全体にドット印
刷部２Ａを形成したものであり、線状光源の大小に応じ
てドットの印刷密度を調整することによって、光吸収若
しくは光遮蔽の調整を行い、光拡散板２の表面側に供給
される光量を均一にする機能がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者は
線状光源の真上では明る過ぎ、光源から遠い光拡散板の
周縁では輝度が低下して輝度むらが生じる問題があっ
た。図１３は図１０のＷ−Ｗ方向の光拡散板２上の輝度
の分布を示したグラフであり、図１４は図１０のＸ−Ｘ
方向の光拡散板２上の輝度の分布を示したグラフであ
る。これらの結果から判るように、面内の拡散性能が均
一な光拡散板では輝度むらを防止することが出来ない問
題があった。また、この輝度むらの度合は光拡散板２か
ら線状光源１までの距離ｌを長くすれば幾分緩和される
が、照射装置全体の奥行きＬが長くなり装置の大型化を
招く問題がある。さらに、このように距離ｌを長くした
場合、明るさが低下し、しかも輝度むら自体を根本的に
解決することは出来ないものであった。一方、後者では
光拡散板２の線状光源に対応する領域全体にドット印刷
部２Ａを形成するため、光量の多い部分の光を拡散させ
て輝度むらの緩和が可能である。しかし、光拡散板２の
線状光源１に対応する領域でも照射される光量が部分的
に異なるため、輝度むらを解消するには至っていない。
下記の表１は図１６に示すように光拡散板２を分割し、
分割された各領域の輝度を測定した結果を示したもので
ある。

【表１】上記表１から、輝度の最小値が２，８０４ｎｉｔ、最大
値が４，８７６ｎｉｔ、平均値が３，９１７ｎｉｔとな
ることが判った。また、輝度むらは５７．５％であっ
た。なお、輝度むらとは、輝度の最小値／最大値×１０
０を意味するものであり、１００％で最小値と最大値と
が同一であることを示している。この結果から、後者の
光拡散板２を用いても輝度むらを向上させることが困難
であることが判る。この発明が解決しようとする課題
は、線状光源側から照射される光を光拡散板を通すこと
によって輝度を均一化し、もって表示パネルに均一な光
量の光を供給して表示パネルの表示効果を向上させる照
明装置を得るには、どのような手段を講じればよいかと
いう点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、表示パネルの裏面に配置され、少なくとも複数
の直線部を有する線状光源と、該線状光源と前記表示パ
ネルとの間に介在される光拡散板とを備えた照明装置に
おいて、前記光拡散板に光透過量調整手段を設け、該光
透過量調整手段は前記複数の直線部を有する線状光源が
相対向する位置に対して、該対応する位置より各々所定
寸法内側部分の光拡散率を所定率高く設定し、該光拡散
板の表面側に透過する光量が、それぞれ均一になるよう
に調整することをその解決手段としている。また、請求
項２記載の発明は、前記光透過量調整手段が、前記光拡
散板の裏面もしくは表面に形成された起伏であることを
特徴としている。さらに、請求項３記載の発明は、前記
光透過量調整手段が、前記光拡散板の裏面もしくは表面
に印刷された多数のドットであることを特徴としてい
る。またさらに、請求項４記載の発明は、前記光透過量
調整手段が、前記光拡散板中に混合された顔料であるこ
とを特徴としている。そして、請求項５記載の発明は、
前記線状光源が、屈曲部を有することを特徴としてい
る。請求項６記載の発明は、前記線状光源は、略Ｕ字形
状であることを特徴としている。さらに、請求項７記載
の発明、前記線状光源が、略Ｗ字形状であることを特徴
としている。また、請求項８記載の発明は、表示パネル
の裏面に配置され、少なくとも１つの屈曲部と少なくと
も複数の直線部を有する線状光源と、該線状光源と前記
表示パネルとの間に介在される光拡散板とを備えた照明
装置において、前記光拡散板に光透過量調整手段を設
け、前記光透過量調整手段は前記屈曲部と前記複数の直
線部を有する線状光源が相対向する位置に対して、該対
応する位置より各々所定寸法内側に対応する部分に沿っ
て、光拡散率を所定率高く設定し、該光拡散板の表面側
に透過する光量が、それぞれ均一になるように調整する
ことを解決手段としている。請求項９記載の発明は、前
記光透過量調整手段は、前記線状光源に対応した前記表
示パネルの周縁部に近接するに従って、光の拡散率を漸
次小さい値になるように設定することを特徴としてい
る。そして、請求項１０記載の発明は、前記光透過量調
整手段は、前記線状光源の複数の直線部が相対向する内
側寸法を２等分する位置に近接するに従って、光の拡散
率を漸次小さい値になるように設定することを特徴とし
ている。また、請求項１１記載の発明は、前記光透過量
調整手段は、前記光拡散板の表面若しくは裏面に形成さ
れた起伏で成り、前記線状光源の屈曲部に対応する前記
光拡散板の所定部分の裏面もしくは表面の起伏寸法を漸
次大きい値とすることを特徴としている。さらに、請求
項１２記載の発明は、前記起伏は連続的に変化する曲面
で形成されることを特徴としている。

【０００５】

【作用】この発明においては、光拡散板に設けた光透過
量調整手段が、線状光源側から受ける光の分布に応じて
光拡散板の表面側に透過する光の光量を均一にする作用
を有する。そして、具体的には光拡散板の裏面もしくは
表面に形成した起伏を光透過量調整手段となし、しかも
この起伏のりょう線が、光拡散板の、線状光源（例えば
Ｕ字管、Ｗ字管等の光源）の屈曲部を含む略Ｕ字状の部
分と対向する対応部分の屈曲の内側で該対応部分に沿っ
て形成されるようにしたことにより、輝度の平均化を図
る作用を奏する。即ち、図１３に示す輝度のピーク部分
に対応する部分の光拡散板の厚さを最大にして光透過量
を低下させることにより、輝度が局部的に高くなるのを
抑制する作用がある。一方、輝度の低い部分の光拡散板
の厚さを線状光源側からの光照射量に応じて薄くして光
透過量を増大させることにより、逆に輝度を高める作用
を持たせることが可能となる。このため、光拡散板が受
ける光量にむらがあっても起伏の形状を調整することに
より、光拡散板の表面側に透過する光量を均一化するこ
とができる。また、その起伏を連続的な曲面で形成する
ことにより、光拡散板の厚さを連続的に変化させ、もっ
て光透過量を連続的に変化させることができる。このた
め、例えば図３及び図４に示すような曲線的な輝度むら
を確実に是正する作用を奏することが可能となる。特
に、この発明においては、複数の直線部を有する線状光
源の相対向する位置に対して、対応する位置より各々所
定寸法内側部分の光拡散率を所定率高く設定したことに
より、光拡散板の表面側に透過する光量を均一にする作
用を奏する。

【０００６】

【実施例】以下、この発明に係る照明装置の詳細を図面
に示す実施例に基づいて説明する。（実施例１）図
１〜４を用いてこの発明の実施例１に係る照明装置の構
成を説明する。なお、図１（Ａ）は光拡散板の斜視図、
図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＹ−Ｙ断面図、図１（Ｃ）は
図１（Ａ）のＺ−Ｚ断面図である。また、図２は光拡散
板の平面図、図３は光拡散板の側面図、図４は本実施例
の照明装置の分解斜視図である。本実施例の照明装置
は、光拡散板１１と、線状光源としてのＵ字管１２と、
Ｕ字管１２を収納する反射板１３とから大略構成されて
いる。このような構成において、本実施例は特に図に示
すような独特な光拡散板を備えたことを特徴としてい
る。光拡散板１１は、光透過性を有し、板の厚さを変え
ることによりその光透過率を変更することが可能な材料
（例えば乳白色系に着色された樹脂材料など）で形成さ
れている。この光拡散板１１の形状は、平板の一側面
（裏面）に光透過量調整手段としての起伏部１４が一体
に成形されている。そして、この光拡散板１１の裏面の
一側縁１１Ａには、Ｕ字管１２と係当してＵ字管１２の
口金を装着時に支持する二つの口金ストッパ１１Ｂが一
体に立設されている。また、口金ストッパ１１Ｂが形成
された部分には側方に延びた二枚の光漏れ防止板１１Ｃ
が一体に形成されている。

【０００７】起伏部１４の形状は、図１（Ａ）に示すよ
うに、光拡散板１１の一側縁１１Ａに形成された一方の
口金ストッパ１１Ｂの近傍より盛り上がった丘状部１５
が、他側縁１１Ｄに向けて連なり他側縁１１Ｄ寄りの位
置で円弧を描いて屈曲して他方の口金ストッパ１１Ｂ近
傍まで連なった略Ｕ字形状に盛り上がった構造を成して
いる。また、このように略Ｕ字形状に盛り上がった丘状
部１５の内側（屈曲の内側）には谷部１６が形成され
る。図１（Ａ）中１４Ａは起伏部１２の輪郭線を示して
おり、この輪郭線１４Ａより外側は平坦な板部となって
いる。また、同図中１５Ａは丘状部１５のりょう線を示
し、１６Ａは谷底を成す谷線を示している。この谷線１
６Ａ部分の高さは輪郭線１４Ａ部分の高さより高く設定
されている。なお、この起伏部１４は、図１（Ｂ）及び
（Ｃ）に示すように曲面で構成され、光拡散板１１の厚
さが裏面側から受ける光量に応じて起伏部１４の領域で
漸次変化するようになっている。

【０００８】本実施例では、図１（Ｂ）、（Ｃ）及び図
２に示すように、りょう線１５Ａが対向するＵ字管１２
の屈曲内側に位置するように設定されている。このよう
に、りょう線１５Ａの位置をＵ字管１２に対応する部分
より内側に設定することにより、図１３及び図１４に示
した輝度のピーク部分に対応する部分の肉厚（光拡散板
１１の厚さ）を大きくして光透過量を抑え、この部分の
輝度を局部的に低下させることができる。また、りょう
線１５Ａの高さは、丘状部１５の屈曲部分に近付く程高
くなるように設定されている。この理由は、図１４に示
したようにＵ字管の屈曲部の内側近傍に近付く程輝度が
高くなることを勘案したものである。さらに、上記した
ように起伏部１４を曲面で構成し、光拡散板１１の厚さ
を漸次変化させたことにより、徐々に変化する光拡散板
１１の領域側の光量に応じた光透過率を適切に光拡散板
１１に付与することができる。

【０００９】このような光拡散板１１とＵ字管１２と
は、図４に示すように反射板１３に装着される。反射板
１３は、Ｕ字管１２を収納し且つ光反射を行う略Ｕ字形
状の収納凹部１３Ａと、Ｕ字管１２の口金１２Ａを収納
する口金収納部１３Ｂが形成されている。なお、照射装
置を組み立てた状態では、光拡散板１１の裏面側に照射
される光は、Ｕ字管１２から直接照射される光と反射板
１３で反射された光とがあるが、上記した起伏部１４の
形状はこれらの光によって光拡散板１１の裏面が受ける
光量に応じて設定されるものである。

【００１０】以上の構成としたことにより、本実施例で
は図１（Ａ）のＹ−Ｙ方向の輝度の分布は、図５のグラ
フが示すように均一となった。また、図１（Ａ）のＺ−
Ｚ方向の輝度の分布も、図６のグラフが示すように均一
にすることができた。また、本実施例の光拡散板１１を
図１２と同様に分割して輝度分布を測定した結果を下記
の表２に示す。

【表２】上記表２に示した測定結果から、輝度の最小値が４，０
９２ｎｉｔで最大値が５，１５１ｎｉｔであることが判
る。この結果、輝度むらが７９．４４％となった。この
ように、本実施例では大幅に輝度むらを改善する効果が
得られた。

【００１１】（実施例２）図７は、本発明の実施例２を
示している。この実施例は、同図に示すように光拡散板
１１の裏面を平坦な板面とし、表面に上記実施例１と同
様の起伏部１４を形成したものである。本実施例におけ
る他の構成は上記実施例１を同様であるため、図面に同
一の符号を付して説明を割愛する。本実施例において
は、上記実施例１と同様の作用・効果を得ることができ
た。

【００１２】（実施例３）図８及び図９は、本発明の実
施例３を示している。この実施例では、線状光源として
Ｗ字形状のＷ字管２０を用いた例である。本実施例で用
いるＷ字管２０は、図８に示すように３つの屈曲部２０
Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと４つの直線部２０Ｄ、２０Ｅ、２
０Ｆ、２０Ｇとから構成されている。また、このＷ字管
２０は、直線部２０Ｄ，２０Ｅと屈曲部２０Ａとで成る
Ｕ字管と、直線部２０Ｅ，２０Ｆと屈曲部２０Ｂとで成
るＵ字管と、直線部２０Ｆ，２０Ｇと屈曲部２０Ｃとで
成るＵ字管と、から構成されると考えられる。このた
め、光拡散板２１には、これら各Ｕ字管に対応するＵ字
状の対応部分の屈曲内側に、且つこの対応部分に沿った
３つのりょう線を有する起伏部２２を形成している。図
８を用いて説明すると、符号２３が屈曲部２０Ａを有す
るＵ字管に対応する部分の屈曲内側に形成されたりょう
線であり、符号２４が屈曲部２０Ｂに対応するりょう線
であり、符号２５が屈曲部２０Ｃに対応するりょう線で
ある。なお、同図中２０Ｈは起伏部２２の輪郭線であ
る。本実施例のように屈曲部が複数に増えた場合でも、
屈曲部を含むＵ字管を単位として、りょう線が存在する
位置を決定すれば容易に起伏部を形成することができ
る。本実施例においても光拡散板２１の表面側の輝度を
均一化することができた。

【００１３】以上、実施例１〜３について説明したが、
本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の要旨
に付随する各種の設計変更が可能である。例えば、上記
各実施例においては、光透過量調整手段として光拡散板
の面に起伏部を形成したが、これに限定されるものでは
なく、光拡散板面にドット印刷を付し、上記実施例のり
ょう線に相当する部分のドット密度を濃くして光透過量
を調整する構成とすることも本発明の適用範囲である。
また、光拡散板中に例えば光吸収や光拡散を行う顔料等
を混合し、その濃度を光拡散板内で漸次変えることによ
り、輝度むらを防止することが可能となる。この場合、
上記実施例のりょう線に相当する部分の顔料の濃度を、
線状光源に直交する方向で最も濃い濃度とすればよい。
また、光拡散板に形成する起伏部は必ずしも曲面で構成
する必要はなく複数の平面を組み合わせて構成してもよ
い。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、光拡散板を通すことによって輝度を均一化
し、もって表示パネルに均一な光量の光を供給して表示
パネルの表示効果を向上させる効果がある。また、本発
明によれば、光拡散板の表面側の輝度を低下させること
を防止する効果を奏する。また、光拡散板が適確な光透
過量調整機能を有するため、線状光源を光拡散板に近接
させることが可能となり、照明装置の奥行きを縮小する
ことができる。このため、照明装置の小型化を達成する
効果を有する。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の実施例１に用いる光拡散板の
斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面図、（Ｃ）は
（Ａ）のＺ−Ｚ断面図。

【図２】実施例１の光拡散板の平面図。

【図３】実施例１の光拡散板の側面図。

【図４】実施例１の照明装置の分解斜視図。

【図５】図１のＹ−Ｙ方向の光拡散板の表面の輝度分布
を示すグラフ。

【図６】図１のＺ−Ｚ方向の表面拡散板の表面の輝度分
布を示すグラフ。

【図７】本発明の実施例２の照明装置を示す分解斜視
図。

【図８】本発明の実施例３に用いる光拡散板の平面図。

【図９】図８のＺ−Ｚ方向の断面図。

【図１０】従来例の光拡散板と線状光源を示す平面図。

【図１１】図１０のＸ−Ｘ断面図。

【図１２】光拡散板の輝度測定領域を示す平面図。

【図１３】図１０に示す従来例のＷ−Ｗ方向の輝度分布
を示すグラフ。

【図１４】図１０のＸ−Ｘ方向の輝度分布を示すグラ
フ。

【図１５】従来例の斜視図

【図１６】光拡散板の輝度を測定する分割領域を示す平
面図。

【符号の説明】

１１光拡散板１２Ｕ字管（線状光源）１２Ｂ屈曲部１３反射板１４起伏部１５丘状部１５Ａりょう線１６谷部１６Ａ谷線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表示パネルの裏面に配置され、少なくと
も複数の直線部を有する線状光源と、該線状光源と前記
表示パネルとの間に介在される光拡散板とを備えた照明
装置において、前記光拡散板に光透過量調整手段を設
け、該光透過量調整手段は前記複数の直線部を有する線
状光源が相対向する位置に対して、該対応する位置より
各々所定寸法内側部分の光拡散率を所定率高く設定し、
該光拡散板の表面側に透過する光量が、それぞれ均一に
なるように調整することを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記光透過量調整手段は、前記光拡散板
の裏面もしくは表面に形成された起伏であることを特徴
とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】前記光透過量調整手段は、前記光拡散板
の裏面もしくは表面に印刷された多数のドットであるこ
とを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項４】前記光透過量調整手段は、前記光拡散板
中に混合された顔料であることを特徴とする請求項１記
載の照明装置。
【請求項５】前記線状光源は、屈曲部を有することを
特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項６】前記線状光源は、略Ｕ字形状であること
を特徴とする請求項１又は請求項５記載の照明装置。
【請求項７】前記線状光源は、略Ｗ字形状であること
を特徴とする請求項１又は請求項５記載の照明装置。
【請求項８】表示パネルの裏面に配置され、少なくと
も１つの屈曲部と少なくとも複数の直線部を有する線状
光源と、該線状光源と前記表示パネルとの間に介在され
る光拡散板とを備えた照明装置において、前記光拡散板
に光透過量調整手段を設け、前記光透過量調整手段は前
記屈曲部と前記複数の直線部を有する線状光源が相対向
する位置に対して、該対応する位置より各々所定寸法内
側に対応する部分に沿って、光拡散率を所定率高く設定
し、該光拡散板の表面側に透過する光量が、それぞれ均
一になるように調整することを特徴とする照明装置。
【請求項９】前記光透過量調整手段は、前記線状光源
に対応した前記表示パネルの周縁部に近接するに従っ
て、光の拡散率を漸次小さい値になるように設定するこ
とを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】前記光透過量調整手段は、前記線状光
源の複数の直線部が相対向する内側寸法を２等分する位
置に近接するに従って、光の拡散率を漸次小さい値にな
るように設定することを特徴とする請求項８記載の照明
装置。
【請求項１１】前記光透過量調整手段は、前記光拡散
板の表面若しくは裏面に形成された起伏で成り、前記線
状光源の屈曲部に対応する前記光拡散板の所定部分の裏
面もしくは表面の起伏寸法を漸次大きい値とすることを
特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１２】前記起伏は連続的に変化する曲面で形
成されることを特徴とする請求項１１記載の照明装置。