JPH09197132A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】周囲の明るさが充分でありさえすれば、電力を
消費せずに照明光を出射することができる照明装置を提
供する。 【解決手段】端面からの入射光を面方向に導く導光板１
０の表面に、この導光板１０により導かれた光を表面側
に出射させる出射シート１１を設けるとともに、前記導
光板１０の側方に、光ファイバ集合体１３からなる採光
手段１２を設け、外部の光を採光手段１２により取り込
んで導光板１０にその端面から入射させ、その光を導光
板１０の表面側に照明光として出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示パネル
のバックライト等に用いる液晶表示装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルのバックライト等に用い
られる照明装置としては、従来、直下光源型と呼ばれる
ものと、サイド光源型と呼ばれるものがある。直下光源
型の照明装置は、拡散板の裏面側に冷陰極管等の発光体
を配置したものであり、発光体からの光を拡散板により
拡散させて、ほぼ均一な輝度分布の光として出射する。

【０００３】また、サイド光源型の照明装置は、端面か
らの入射光を面方向に導く導光板と、この導光板により
導かれた光を前記導光板の表面側に出射させる手段と、
前記導光板の端面に対向させて配置された冷陰極管等の
発光体とからなっており、発光体からの光を導光板に入
射させ、この導光板により導かれた光を前記導光板の表
面側に出射する。なお、前記導光板により導かれた光を
導光板の表面側に出射させる手段は、一般に、導光板の
裏面に、断面がＶ字状をなす多数の溝を形成するか、あ
るいは、導光板の裏面にドット状の散乱反射膜を微小ピ
ッチで設けて構成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の照
明装置は、常に発光体を点灯して使用するものであるた
め、電力の消費が激しいという問題をもっている。この
問題は、特に電池を電源とする携帯型の電子機器におい
て重要視されており、携帯型電子機器では、照明装置で
の電力消費によって電池が短期間に消耗してしまう。こ
の発明は、周囲の明るさが充分でありさえすれば、電力
を消費せずに照明光を出射することができる照明装置を
提供することを目的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の照明装置は、
端面からの入射光を面方向に導く導光板と、この導光板
により導かれた光を前記導光板の表面側に出射させる手
段と、前記導光板の側方に配置され外部の光を取り込ん
で前記導光板にその端面から入射させる採光手段とを備
えたことを特徴とするものである。

【０００６】すなわち、この発明の照明装置は、自然光
や室内照明光等の外部の光を採光手段により取り込んで
導光板にその端面から入射させ、その光を前記導光板の
表面側に出射するものであり、この照明装置によれば、
周囲の明るさが充分でありさえすれば発光体はなくても
よいため、電力を消費せずに照明光を出射することがで
きる。

【０００７】この発明の照明装置において、前記採光手
段としては、例えば光ファイバの集合体を用いればよ
く、この光ファイバの集合体を屈曲させて、その一端面
を前記導光板の端面に対向させ、他端面を前記導光板の
表面とほぼ同じ方向に向けておけば、外部光の取り込み
面（光ファイバ集合体の他端面）と照明光の出射面とを
同じ向きにすることができる。

【０００８】また、この発明の照明装置において、前記
採光手段を導光板の所定の端面に対向させて設け、前記
導光板の他の所定の端面に対向させて発光体を配置すれ
ば、充分な明るさの外部光が得られないときでも、発光
体を点灯することによって照明光を得ることができる
し、また、外部光が得られるときでも、前記発光体を点
灯すれば、外部光と発光体からの光とを導光板の表面側
に出射させて、照明光の輝度を高くすることができる。

【０００９】この場合でも、前記発光体は、充分な明る
さの外部光が得られないときや、照明光の輝度を上げた
いときに点灯するだけでよく、周囲の明るさが充分で、
照明光の輝度が通常の明るさでよいときは、発光体を点
灯しなくてもよいから、常に発光体を点灯させて使用す
る従来の照明装置に比べて、電力の消費を大幅に低減す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。図１〜図３はこの発明の第１の
実施例を示しており、図１および図２は照明装置の側面
図および光の出射方向から見た図、図３は図１の一部分
の拡大図である。

【００１１】この実施例の照明装置は、液晶表示パネル
１のバックライトとして使用されるものであり、前記液
晶表示パネル１の裏面にそのほぼ全体にわたって対向す
る導光板１０と、この導光板１０により導かれた光を前
記導光板１０の表面側に出射させる手段として設けられ
た出射シート１１と、前記導光板１０の側方に配置され
外部の光を取り込んで前記導光板１０にその端面から入
射させる採光手段１２とからなっている。

【００１２】上記導光板１０は、アクリル樹脂等からな
る矩形状の透明板であって、その相対向する２つの端面
がそれぞれ光の入射面とされ、表裏面はいずれも平坦面
となっている。

【００１３】また、上記出射シート１１は、その裏面か
らの入射光を表面側に導く多数のドット状の導光部１１
ａを微小ピッチで設けた光学シートであり、前記ドット
状導光部１１ａは、光の屈折率が上記導光板１０とほぼ
同じ樹脂（アクリル樹脂等）からなっており、これらの
ドット状導光部１１ａは、この導光部１１ａとは光の屈
折率が異なる透明な結合樹脂１１ｂによって結合されて
いる。

【００１４】そして、この出射シート１１は、上記導光
板１０の表面に、シート裏面を導光板面に密接させて配
置されており、その各ドット状導光部１１ａを、この導
光部１１ａおよび導光板１０と光の屈折率がほぼ同じ接
着剤（図示せず）によって導光板１０に接着されてい
る。

【００１５】一方、上記採光手段１２は、多数本の光フ
ァイバ１３ａを、上記導光板１０の入射面である端面
（以下、入射端面という）とほぼ同じ大きさの矩形束状
に密集させた光ファイバ集合体１３からなっている。

【００１６】この光ファイバ集合体１３は、その厚さ方
向（矩形束の短辺方向）にほぼ９０°彎曲されており、
その両端面は、それぞれの端部における光ファイバ１３
ａの長さ方向に対してほぼ垂直に切断された面となって
いる。

【００１７】そして、上記光ファイバ集合体１３は、上
記導光板１０の両方の入射端面にそれぞれ対向させて配
置され、その一端面を導光板１０の入射端面に対向さ
せ、他端面（以下、光取り込み面という）を導光板１０
の表面とほぼ同じ方向に向けた状態で前記導光板１０に
接着されている。

【００１８】この実施例では、上記光ファイバ１３ａ
に、光の屈折率が導光板１０とほぼ同じ樹脂（アクリル
樹脂等）からなるコア（芯線）の周面を前記コアとは光
の屈折率が異なるクラッド樹脂で被覆した構造のものを
用いるとともに、上記光ファイバ集合体１３の一端面と
導光板１０の入射端面とを、前記コアおよび導光板１０
と光の屈折率がほぼ同じ接着剤（図示せず）によって接
着している。

【００１９】また、上記導光板１０の裏面には、その全
面にわたって、導光板１０にその表面側から入射した光
を反射させる反射膜１４が設けられている。この反射膜
１４は、乳白色の散乱反射膜である。

【００２０】この実施例の照明装置は、自然光や室内照
明光等の外部の光を採光手段１２により取り込んで導光
板１０にその入射端面から入射させ、その光を前記導光
板１０の表面側に出射するものであり、外部光は、採光
手段１２である光ファイバ集合体１３にその光取り込み
面から入射して各光ファイバ１３ａで導かれ、この光フ
ァイバ集合体１３から導光板１０に入射する。

【００２１】この場合、この実施例では、導光板１０お
よび光ファイバ１３ａのコアとその間の接着剤の屈折率
をほぼ同じにしているため、前記コアと導光板１０とは
光学的に連続しており、したがって、光ファイバ集合体
１３を導かれてきた光は、コアと導光板１０との間で屈
折や反射を起こすことなく、効率良く導光板１０に入射
する。

【００２２】導光板１０にその入射端面から入射した光
は、この導光板１０内をその面方向に導かれるととも
に、この導光板１０からその表面に設けた出射シート１
１の各ドット状導光部１１ａに取り込まれ、この各導光
部１１ａを導かれて、出射シート１１の表面から出射す
る。

【００２３】この場合、上記導光板１０にその入射端面
から入射した光は、図３に実線矢印で示したように屈折
しながら導光板１０内を導かれて上記出射シート１１の
ドット状導光部１１ａに入射するが、導光板１０および
ドット状導光部１１ａとその間の接着剤の屈折率がほぼ
同じであるため、導光板１０とドット状導光部１１ａと
が光学的に連続しており、したがって、導光板１０を導
かれてきた光は、導光板１０とドット状導光部１１ａと
の間で屈折や反射を起こすことなく、効率良くドット状
導光部１１ａに入射する。

【００２４】なお、導光板１０内を導かれた光のうち、
上記出射シート１１の結合樹脂１１ｂ部分に向かう光
は、導光板１０の表面（結合樹脂１１ｂとの界面）で裏
面側に反射されて導光板１０内を導かれ、出射シート１
１のいずれかのドット状導光部１１ａに入射する。

【００２５】そして、上記ドット状導光部１１ａを導か
れた光は、広がり角の小さい指向性をもった光として出
射する。このため、上記出射シート１１の表面から出射
する光、つまり照明装置を出射する照明光は、正面輝度
の高い輝度分布の照明光であり、したがって、前記照明
光を効率良く液晶表示パネル１に入射させることができ
る。

【００２６】なお、上記液晶表示パネル１の裏面（入射
面）には拡散板２が設けられており、照明装置からの照
明光は、前記拡散板２で拡散されて、ほぼ均一な輝度分
布の光となって液晶表示パネル１に入射する。

【００２７】このように、上記照明装置は、自然光や室
内照明光等の外部の光を取り込んで、その光を照明光と
して出射するものであり、この照明装置によれば、周囲
の明るさが充分でありさえすれば照明光を出射すること
ができるため、発光体はなくてもよく、したがって、電
力を消費することはない。

【００２８】また、この実施例では、上記導光板１０の
裏面に反射膜１４を設けているため、照明装置の出射面
に入射する外部の光（液晶表示パネル１を透過して入射
した光）を、図３に破線矢印で示したように前記反射膜
１４で反射させて、その光も照明光として出射すること
ができ、したがって、採光手段１２により取り込んだ光
だけを照明光として出射する場合よりも、照明光の輝度
を高くすることができる。

【００２９】さらに、この実施例では、前記採光手段１
２として、光ファイバ集合体１３を用い、この光ファイ
バ集合体１３を屈曲させて、その一端面を導光板１０の
端面に対向させ、他端面を前記導光板２０の表面とほぼ
同じ方向に向けているため、外部光の取り込み面（光フ
ァイバ集合体１３の他端面）と照明光の出射面とを同じ
向きにすることができる。

【００３０】このことは、照明装置を電子機器に実装す
るのに有利であり、例えば、上記照明装置を液晶表示パ
ネル１のバックライトとして使用する場合は、電子機器
のケースに液晶表示パネル１よりも若干大きな面積の窓
部を形成し、前記ケース内に液晶表示パネル１と上記照
明装置とを配置して、液晶表示パネル１の表示面と照明
装置の光取り込み面を前記窓部に対向させればよい。し
たがって、機器ケースに、照明装置に外部光を取り込ま
せるための専用の採光窓を設ける必要はないから、機器
ケースを容易に設計できるし、また、照明装置を液晶表
示パネル１とともに容易に実装することができる。

【００３１】なお、上記実施例の照明装置は、充分な明
るさの外部光が得られる条件で使用されるものである
が、採光手段１２を導光板１０の所定の端面に対向させ
て設け、前記導光板１０の他の所定の端面に対向させて
発光体を配置すれば、充分な明るさの外部光が得られな
いときでも照明装置を使用することができる。

【００３２】図４はこの発明の第２の実施例を示す、照
明装置を光の出射方向から見た図であり、この実施例の
照明装置は、導光板１０の四方の端面をそれぞれ光の入
射面とし、この導光板１０の相対向する２つの端面にそ
れぞれ対向させて採光手段１２を配置するとともに、他
の２つの端面の一方または両方（図４では両方）に対向
させて発光体１５を配置したものである。

【００３３】この実施例の照明装置は、上述した第１の
実施例の照明装置に発光体１５を付加したものであるか
ら、その構成の説明は図に同符号を付して省略する。な
お、図４に示した発光体１５は冷陰極管であるが、この
発光体１５は、発光ダイオードアレイや、エレクトロル
ミネセンスパネル等でもよい。

【００３４】この照明装置は、採光手段１２によって取
り込んだ外部光を導光板１０の表面側に出射するととも
に、発光体１５を点灯させたときには、この発光体１５
から導光板１０に入射する光を、前記外部光の出射経路
と同様な経路で導光板１０の表面側に出射させるもので
ある。

【００３５】この照明装置によれば、充分な明るさの外
部光が得られないときでも、発光体１５を点灯すること
によって照明光を得ることができるから、周囲の明るさ
が充分でないときも使用することができるし、また、外
部光が得られるときでも、前記発光体１５を点灯すれ
ば、外部光と発光体１５からの光とを導光板１０の表面
側に出射させて、照明光の輝度を高くすることができ
る。

【００３６】この場合でも、前記発光体１５は、充分な
明るさの外部光が得られないときや、照明光の輝度を上
げたいときに点灯するだけでよく、周囲の明るさが充分
で、照明光の輝度が通常の明るさでよいときは、発光体
１５を点灯しなくてもよいから、常に発光体を点灯させ
て使用する従来の照明装置に比べて、電力の消費を大幅
に低減することができる。

【００３７】なお、上記第１および第２の実施例では、
導光板１０により導かれた光を導光板１０の表面側に出
射させる手段を構成する出射シート１１として、多数の
ドット状導光部１１ａを微小ピッチで設けた光学シート
を用いているが、前記出射シート１１は、多数本の光フ
ァイバを導光板１０の表面とほぼ同じ大きさの矩形束状
に密集させた光ファイバ集合体を薄く輪切りしたものを
用いてもよい。

【００３８】さらに、前記手段は、例えば、導光板１０
の裏面に、断面がＶ字状の溝部あるいはドット状の散乱
反射膜を微小ピッチで設けて、導光板１０により導かれ
た光を前記溝部あるいは反射膜により反射させて導光板
１０の表面側に出射する構成としてもよい。

【００３９】また、上記各実施例では、出射光をそのま
ま照明光としているが、光の出射側に拡散板を配置すれ
ば、出射光を前記拡散板で拡散させて均一な強度分布の
照明光を得ることができる。

【００４０】なお、上記照明装置は、液晶表示パネル１
のバックライトに限らず、照明光源を使用する表示体の
照明装置等に広く利用できるし、また、採光手段１２の
光取り込み面の向きは、照明装置の使用態様に応じて任
意に選べばよい。

【００４１】

【発明の効果】この発明の照明装置は、自然光や室内照
明光等の外部の光を採光手段により取り込んで導光板に
その端面から入射させ、その光を前記導光板の表面側に
出射するものであるから、周囲の明るさが充分でありさ
えすれば発光体はなくてもよいため、電力を消費せずに
照明光を出射することができる。

【００４２】この発明の照明装置において、前記採光手
段としては、例えば光ファイバの集合体を用いればよ
く、この光ファイバの集合体を屈曲させて、その一端面
を前記導光板の端面に対向させ、他端面を前記導光板の
表面とほぼ同じ方向に向けておけば、外部光の取り込み
面（光ファイバ集合体の他端面）と照明光の出射面とを
同じ向きにすることができる。

【００４３】また、この発明の照明装置において、前記
採光手段を導光板の所定の端面に対向させて設け、前記
導光板の他の所定の端面に対向させて発光体を配置すれ
ば、充分な明るさの外部光が得られないときでも、発光
体を点灯することによって照明光を得ることができる
し、また、外部光が得られるときでも、前記発光体を点
灯すれば、外部光と発光体からの光とを導光板の表面側
に出射させて、照明光の輝度を高くすることができる。

【００４４】この場合でも、前記発光体は、充分な明る
さの外部光が得られないときや、照明光の輝度を上げた
いときに点灯するだけでよく、周囲の明るさが充分で、
照明光の輝度が通常の明るさでよいときは、発光体を点
灯しなくてもよいから、常に発光体を点灯させて使用す
る従来の照明装置に比べて、電力の消費を大幅に低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す照明装置の側面
図。

【図２】同照明装置を光の出射方向から見た図。

【図３】図１の一部分の拡大図。

【図４】この発明の第２の実施例を示す照明装置を光の
出射方向から見た図。

【符号の説明】

１…液晶表示パネル １０…導光板 １１…出射シート（導光板により導かれた光を表面側に
出射させる手段） １１ａ…ドット状導光部 １２…採光手段 １３…光ファイバ集合体 １４…反射膜 １５…発光体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端面からの入射光を面方向に導く導光板
   と、この導光板により導かれた光を前記導光板の表面側
   に出射させる手段と、前記導光板の側方に配置され外部
   の光を取り込んで前記導光板にその端面から入射させる
   採光手段とを備えたことを特徴とする照明装置。
2. 【請求項２】採光手段は光ファイバの集合体からなって
   おり、この光ファイバ集合体が屈曲されて、その一端面
   が導光板の端面に対向し、他端面が前記導光板の表面と
   ほぼ同じ方向に向いていることを特徴とする請求項１に
   記載の照明装置。
3. 【請求項３】採光手段は導光板の所定の端面に対向させ
   て設けられ、前記導光板の他の所定の端面に対向させて
   発光体が配置されていることを特徴とする請求項１また
   は請求項２に記載の照明装置。