JPH09138309A - 一様に薄い高効率の大型面積照明パネル - Google Patents

一様に薄い高効率の大型面積照明パネル

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JPH09138309A
JPH09138309A JP7281207A JP28120795A JPH09138309A JP H09138309 A JPH09138309 A JP H09138309A JP 7281207 A JP7281207 A JP 7281207A JP 28120795 A JP28120795 A JP 28120795A JP H09138309 A JPH09138309 A JP H09138309A
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JP
Japan
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light
light guide
facet
light source
panel
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Application number
JP7281207A
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English (en)
Inventor
Kiao Yon
キアオ ヨン
F Redmond William
フランクリン レッドモンド ウィリアム
Edward Danner Richard
エドワード ダナー リチャード
Walter Schupke Werner
ウォルター シウプケ ワーナー
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PRECISION LUMP Inc
PRECISION RANPU Inc
Original Assignee
PRECISION LUMP Inc
PRECISION RANPU Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な照明を行う照明パネルを提供する。 【解決手段】 照明パネルは、切子面(23、24)付
き溝をもった主面(22)と、平らな平行な面(21)
とを有する透明な光ガイド(12)を備える。光源に面
する切子面は、反対側の端から反射させるべく、入射光
を主として光ガイドに沿って反射させるように傾けられ
ている。光源と反対に面している切子面は、光を平らな
主面を通して外に反射させるように傾けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、平らな薄
い大型面積の照明パネルに関し、特に、平らな主面と、
該主面と反対側の、切子面付溝を有する平行な主面と、
前記切子面付溝を含む面と対向した反射面とを有する一
様に薄い光ガイドを採用する大面積照明パネルに関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】縁照明
端面をもった薄い光ガイドを採用する大面積照明パネル
が知られている。これらの大面積照明パネルの多くは、
普通、一様な厚さをもたない事実を有し、これは、携帯
用小型無線呼出機、手持ちの携帯用コンピュータ、オル
ガナイザー等用の液晶ディスプレー(LCD)の逆光照
明のような、多くの適用において望ましい。加えて、一
様に薄いパネル程容易且つ安価に製造できない。多くの
大型面積照明パネルは均一な照明を行わない。この欠点
は、照明パネルとディスプレーとの間に拡散体を用いる
ことによってある程度まで解消されるが、これは、照明
パネルの厚さ及びコストを増すことになる。ある大型面
積照明パネルでは、幾つかの個々の光源が光をガイドへ
投射する。或る場合には、これによりパネルによって放
出される観察光の光条を生じさせてしまう。本発明の目
的は、効率的で一様に薄い大型面積照明パネルを提供す
ることにある。本発明の他の目的は、一様に薄くて均一
に投光される大型面積照明パネルを提供することにあ
る。
【0003】本発明の他の目的は、平らな主面と、反対
側の平行な、溝付の主面と、前記溝付の面に隣接した反
射体とを有する薄い平らな光ガイドを採用する大型面積
縁投光照明パネルを提供することにある。本発明の更な
る目的は、平らな主面と、平行な主面とを有する薄い平
らな光ガイドを採用し、前記平行な主面が、光を反射さ
せて光ガイドに沿って端まで伝達する切子面を有し、こ
の端で光が戻され、前記平行な主面が更に、切子面を有
し、切子面が、戻る光を平らな主面に反射させ、光ガイ
ドが平らな主面から放出される、大型面積縁投光照明パ
ネルを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の上記及び他の目
的は、平らな側面及び端面と平行な主面とを有し、前記
平行な主面の一方が、側面間に延びる光反射切子面を作
るように形作られている、一様に薄い長方形の光ガイド
によって達成される。反射面が形作られた主面に隣接し
て置かれる。前記光ガイドの端面の少なくとも1つは、
光を受けてそれを光ガイドへ伝達するようになってい
る。光を受ける端に面した切子面は、光を反射させて光
を、光ガイドを通して戻り反射させる他方の端に光ガイ
ドに沿って伝達させるために、前記主面と、1°と15
°との間の角度をなす。他の切子面は、主面と、35°
と55°との間の角度をなし、それによって、他方の端
から反射された光の大部分は上面を通して上方に反射さ
れる。切子面を通過した光は反射面によって、主上面を
通して上方に反射される。本発明の上記及び他の目的
は、図面について読むとき、次の説明から明瞭に理解さ
れよう。
【0005】
【発明の実施の形態】図は、第1及び第2の平行な端面
13及び14、平行な側面16及び17、平らな主上面
21及びこの上面と平行な有形の主下面22を有する一
様に薄い光ガイド12を備えたディスプレー組立体11
を示す。有形の下面は光学的に平らな切子面23、24
を有する。薄い平らな部材26が有形の下面に隣接して
置かれ、そして高反射性光散乱面27を有する。光ガイ
ドは、典型的には、1mm又はそれ以下の厚さを有する。
図1に示していない適当な光源が光線25で示す光を端
面13から光ガイドへ投射する。有形の下面22の切子
面23、24は側面16と17との間で光ガイドを横切
って延びる。切子面は前端面13とほぼ平行である。光
学的に平ら切子面23は、下面22及び反射面27の平
面に関して1°と15°との間の角度で上方に傾けられ
ている。好ましくは、切子面23は下面22に関して1
°と10°との間の角度に傾けられる。切子面23、2
4によって形成された溝の深さは5ミクロンと10ミク
ロンとの間である。溝と溝との間の間隔はランドを構成
し、ランドの幅は1ミクロンと200ミクロンとの間で
ある。
【0006】図2を参照すると、傾斜した切子面23は
端面13から光ガイドに入る光を光ガイドに沿って端面
14に向かって正反射させる。光を光ガイドへ戻り反射
させるために、反射体28が端面14に隣接して置かれ
る。もう一つの切子面24は下面の平面に関して35°
と55°の間、好ましくは、40°と50°との間の急
角度で下方に傾けられている。光ガイドへ戻り反射され
た光は切子面24に当たり、主上面21を通して上方に
正反射されるか、臨界角度より小さい角度でその上面に
当たり、そして反射面27に当たるように面を通して伝
達され、反射面27で光は光ガイドへ戻り反射され、そ
して上面を通る。光線30は内部反射及び上面の照明を
示す。切子面の傾斜は、切子面により光を光ガイドに沿
って進ませ、光ガイド内で散乱させ、それによって、上
面からの光のより均一な投射を行なわせる利点を提供す
る。これは光線30aで示されている。光の正反射は大
変効率的な照明パネルを提供する。図1及び4の実施の
形態では、放出された光は拡散体29に当たり、拡散体
は光を散乱させ、LCD31を照明する。勿論、大型面
積の照明パネルを採用して照明のための大型面積の光を
うることができることを理解すべきである。
【0007】図2及び3は図1の大型面積の照明パネル
の拡大図である。光源32は光を端13から光ガイドへ
投射する。図示した光源は、線形の細長いフィラメント
34を有する細長い白熱灯33を含み、フイラメント、
熱せられたとき、矢印36で示すように、その長さに沿
ってあらゆる方向に光を放出する。反射体37が光を端
面13に向かって戻り反射させる。入った光は光ガイド
に沿って上面21から、並びに側面16、17から、ま
た切子面23から反射される。上面21から放出されな
いで反射体28から反射された光は端から逃げ、反射体
37によって光ガイドへ戻り反射される。切子面による
溝の間の平らな部分35は光線30bによって示すよう
に、光をパネルに沿って伝達する。これは、切子面23
と共に、光をパネルに沿って差し向けるように作用す
る。加えて、平らな面の幅を変えることによって、照明
の長手方向の均一さをさらに高めることが出来る。側面
16、17は光がこれらの面から逃げるのを防止する反
射体(図示せず)を備えるのが好ましい。かくして、光
が光ガイドを出ることができる唯一の方法は上面21か
らである。内部反射用の切子面23及び繰り返し内部反
射によって得られる比較的均一な光束は均一な大型面積
照明パネルを提供する。本発明における切子面23の傾
斜角度の特別な設計によって引き起こされる繰り返し反
射の場合には、放出された光は、パネルの面にわたって
均一である。このような繰り返し反射の無い場合には、
放出された光は、光源がパネルの幅全体にわたって延び
ていないとき、光源と向かい合ったパネルに沿ってもっ
と強い。
【0008】白熱灯33は、反射体37と端23との間
の空間を、衝撃及び振動の保護を行う透明な弾性材料3
8で満たすことによって支持されるのがよい。この材料
はカラー照明を行うために着色されてもよい。材料は光
の光ガイドへの効率的な伝達を行う屈折率を有するのが
好ましい。白熱灯について説明したが、蛍光灯、光放出
ダイオード等のような他の光源を使用してもよい。好ま
しくは、光源の大きさは高い効率の光カップリングのた
めに光ガイドの厚さに一致させるべきである。光ガイド
12は典型的には、光源に応じて、白色光を放出するこ
とができ、又はそれぞれの着色光の放出のために所望な
色に着色できる射出成形の光伝達プラスチック部材であ
る。均一に薄い光ガイドを有することによって、射出成
形後の光ガイドの曲がりは最少になる。従って製造工程
が簡単になり、既存の技術では必要とされるようなエッ
ジ仕上げ又はパターン適用のような二次作業は無くな
る。図4及び5は白熱灯33a及び33bのような複数
の光源を含む照明パネルの断面図であり、図において同
じ部分には同じ参照番号が付けてある。この発明は光源
33a及び33bに対応する長手方向の光条を含まない
照明パネルを提供する。
【0009】図6の照明パネルは、もっと強い光源が望
まれるようなある場合に望ましい。パネルは光源組立体
と同様なもう1つの光源組立体41を有し、この光源は
光を端面14から光ガイドへ投射する。下面の形状は、
各光源組立体32、41に面する傾斜面の第1組23a
及び第2組23bを作るように修正されるのがよい。図
6の実施の形態では、拡散体が除去されている。繰り返
し内部反射により光ガイドの均一な光束によって行われ
る実質的に均一な放出のために、本発明の大型面積照明
パネルでは、拡散体は任意であることが分かった。2つ
の光源と関連した屈折率整合材料38は違えて着色さ
れ、それにより、個々の光源を賦勢した2つの照明パネ
ル、両方の光源を賦勢した第3の照明パネルの、異なる
色の照明パネルを作ることができる。放出した光の強さ
が光源と反対方向にパネルに沿って減少する場合には、
反射面23が下面の平面となす角度を、図7に概略的に
示すように、光ガイドにそって前進するにつれて増大さ
せてもよい。変形例では、切子面間の間隔を、図7に示
すように、光源から遠ざかる方向に減じてもよい。照明
パネルに沿おう光の均一性を改善するために傾斜と間隔
の両方を光ガイドに沿って変えてもよい。図7では、切
子面の角度及び又は間隔が、光源と反対の方向に変えら
れている。同じ原理を図6の切子面付溝に適用してもよ
い。
【0010】照明パネルが平らな主上面と関連したLC
Dに照明を行うような照明パネルを説明した。図示した
照明は背からの照明であり、即ち、光がLCDを通り、
その上面で眺められる。図8は、LCDが前から照らさ
れる本発明の他の実施形態を示す。同じ部分には同様な
参照番号が適用してある。LCD31の前面は平らな主
面に置かれる。照明パネルからの光はLCD31を通
り、LCDの反射背面31aから照明パネルの方に反射
される。LCDは光ガイド12を通して読み取られ又は
観察される。切子面付溝面を通して光の損失があるけれ
ども、LCDディスプレーは効率的に照らされることが
分かった。図9は、LCD31が、これを切子面付主面
に置くことによって背から照らされる本発明の実施の形
態を示す。反射面27は光ガイドの平らな主面21に隣
接している。同様な参照番号が前に説明した部分と同様
な部分を指すのに用いられている。切子面24によって
反射された光は反射面27から光ガイドを通して反射さ
れてLCDを背から照らす。切子面24によって伝達さ
れた光は直接LCDに当たる。
【0011】
【発明の効果】本発明は、採用される光源の形式にかか
わらずパネルの幅にわたって又その長さに沿って均一な
照明を行う改良された照明パネルを提供する。本発明に
よる一様に薄い照明パネルを容易且つ安価に製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1つの実施形態による光ガイド及びデ
ィスプレー組立体の斜視図である。
【図2】図1の光ガイドの拡大断面図である。
【図3】図2の3ー3線における断面図である。
【図4】光ガイドの一端に光源を示す光ガイド及びディ
スプレー組立体の拡大図である。
【図5】図4の5ー5線における断面図である。
【図6】各端に光源を示す光ガイド及びディスプレー組
立体の拡大図である。
【図7】本発明の他の実施形態による光ガイドの拡大断
面図である。
【図8】本発明の他の実施形態による光ガイド及びLC
Dの拡大断面図である。
【図9】本発明の他の実施形態による光ガイド及びLC
Dの拡大断面図である。
【符号の説明】
12 光ガイド 13 端面 14 端面 16 側面 17 側面 21 主上面 22 主下面 23 切子面 24 切子面 27 反射面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム フランクリン レッドモンド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94952 ペタルマ リバティー ストリー ト 30 (72)発明者 リチャード エドワード ダナー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95472 セバストポール アンダーソン レーン 827 (72)発明者 ワーナー ウォルター シウプケ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95403 サンタ ローザ ストーンフィー ルド レーン 2008

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行な端面、側面、第1及び第2主面を
    有する一様に薄い透明な光ガイドと、光を前記端面の一
    方から前記光ガイドへ投射するための光源とを有する照
    明パネルにおいて、 前記主面の一方は一方の前記側面から他方の前記側面ま
    で延びる切子面付き溝を有し、前記切子面付き溝は前記
    光源に面していて、前記主面の平面とともに1°と15
    °との間の角度をなす、第1の光学的に平らな切子面
    と、前記光源と反対に面していて、前記主面の平面につ
    いて35°と55°との間の角度をなす、第2の光学的
    に平らな切子面とを有し、前記溝は前記切子面付き溝間
    に1ミクロンと200ミクロンとの間の平らなランドを
    作るように間隔をへだてられ、それによって、前記第1
    の光学的に平らな切子面及びランドが主として、光源か
    らの光を他方の端面に向かって反射させ、前記第2の切
    子面が光を主として他方の主面に向かって反射させる、
    ことを特徴とする照明パネル。
JP7281207A 1995-10-30 1995-10-30 一様に薄い高効率の大型面積照明パネル Pending JPH09138309A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001154025A (ja) * 1999-11-24 2001-06-08 Nippon Leiz Co Ltd 導光板および平面照明装置
JP2003141922A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Asahi Techno Kk 面発光装置
WO2006085526A1 (ja) * 2005-02-08 2006-08-17 Fujifilm Corporation 導光板、これを用いる面状照明装置および液晶表示装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0329202A (ja) * 1989-06-27 1991-02-07 Iwagami Shoji Kk 広告装置
JPH07168026A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Shimura Kaken Kogyo Kk 導光板及びそれを用いた照光装置

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