WO2013099786A1 - 照明装置、バックライト、液晶表示装置及びテレビジョン受像機 - Google Patents

照明装置、バックライト、液晶表示装置及びテレビジョン受像機 Download PDF

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WO2013099786A1
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led
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lighting device
liquid crystal
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敬治 清水
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シャープ株式会社
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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133615—Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device using an LED as a light source, a backlight using the illumination device, and a liquid crystal display device.
  • LEDs light emitting diodes
  • the LED has many advantages such as small size, long life, low power consumption due to high luminous efficiency, and no use of mercury, compared to fluorescent lamps (cold cathode tubes, etc.) that have been used conventionally. Yes.
  • the lighting device is, for example, attached to the ceiling of a living room and used as indoor lighting, or disposed on the back of a liquid crystal display device and used as a backlight.
  • the LED in order to reduce the thickness of the device itself and reduce the number of LEDs, the LED is arranged so that the light irradiation direction of the LED is along the light emitting surface. .
  • the light flux density on the light emitting surface may change depending on the distance from the LED.
  • the light emitted from the light emitting surface is easily visually recognized as light with uneven brightness, and the quality of the irradiated light is reduced.
  • the light beam emitted from the light emission surface is made uniform or substantially uniform by narrowing the light irradiation angle from the LED. It is known that it can be done.
  • a method for narrowing the irradiation angle of light emitted from the LED a method has been proposed in which a collimator lens is disposed in front of the LED to narrow the irradiation angle of light emitted from the LED (for example, JP 2009-187843 A).
  • a surface facing the light emitting surface is formed on the reflecting surface, and a portion of the reflecting surface away from the LED is the light emitting surface.
  • the collimator lens needs to have a certain thickness in the direction of narrowing the irradiation angle (here, the direction orthogonal to the light emitting surface). It becomes.
  • the thickness of the collimator lens is increased, the thickness of the illumination device is increased and it is difficult to reduce the size.
  • the collimator lens is a complex optical element and requires labor and technology for manufacturing, which increases the manufacturing cost of the lighting device.
  • an object of the present invention is to provide an illumination device that can emit light with high uniformity without increasing the size and complexity of the device, and a backlight using such an illumination device. It is another object of the present invention to provide a liquid crystal display device and a television receiver using the backlight having such a configuration.
  • the present invention provides a housing having a reflective portion facing a light emitting surface and an LED mounted on the housing so that the LED emits light in a direction along the light emitting surface.
  • An illumination device including a light modulation unit that reflects a part of the irradiated light toward the reflection unit and adjusts the amount of light transmitted through the translucent cover, at least in a region near the LED.
  • the light modulation unit since the light modulation unit is provided in the vicinity of the LED, a part of the light having a high light flux density irradiated in the vicinity of the LED of the translucent cover is transmitted, and the rest is the reflection. Reflected toward the part. As a result, light having a high light flux density is prevented from being transmitted from the vicinity of the LED of the translucent cover.
  • the light reflected by the light modulation unit is reflected by the reflection unit, reaches a portion away from the LED, passes through the portion of the translucent cover away from the LED, and is emitted to the outside.
  • the light emitted from the LED can be diffused throughout the illumination device by transmitting a part of the incident light and reflecting the remaining light.
  • the light emitted from the illumination device can have a substantially constant luminance regardless of the distance from the LED, and the irradiation light can be homogenized and the quality can be improved.
  • the optical modulator may include an optical element that diffusely reflects the incident light.
  • the light modulation unit diffuses and reflects light from the LED, the light can be distributed uniformly or substantially uniformly throughout the illumination device. In addition, this can reduce the portion where the light flux density is concentrated (particularly near the front of the LED), and can increase the effect of reducing the luminance unevenness of the irradiated light.
  • the optical element may include at least a convex prism, and the light modulator may be formed by arranging a plurality of the optical elements.
  • the optical element may include at least a concave prism, and the light modulator may be formed by arranging a plurality of the optical elements.
  • the light modulation section is configured by arranging convex and / or concave prisms, it can be integrally processed (pressed or the like) with the translucent cover. Time can be reduced. Moreover, since the time and effort of assembly can be saved, the structure of the entire lighting device can be simplified, and an increase in cost can be suppressed.
  • the shape of the prism include a triangular cross section, a trapezoidal shape, a semicircular shape, a semielliptical shape, and a lenticular shape.
  • the translucent cover may be divided into a plurality of regions according to the distance from the LED, and light modulators having different optical element densities may be formed in each region. According to this configuration, the amount of light transmitted through the translucent cover can be finely adjusted, so that it is possible to increase the uniformity of the light emitted from the illumination device.
  • boundaries between the plurality of regions may be set in accordance with the shape of the translucent cover.
  • the boundary is formed in accordance with the shape of the translucent cover, so that it is easy to manufacture and can be used regardless of the arrangement shape of the substrate, and is highly versatile.
  • boundaries between the plurality of regions may be set in accordance with a shape in which the substrate is arranged. According to this configuration, since the boundary has an accurate distance with respect to the distance from the LED, the accuracy of modulation of light from the LED can be increased. Thereby, it is possible to raise the uniformity of the light irradiated from the said illuminating device.
  • the optical elements may be arranged so that the density of the optical elements decreases as the distance from the LED increases. According to this configuration, it is possible to cope with a change in the light flux density in a narrow region, so that it is possible to increase the uniformity of the light emitted from the illumination device.
  • the substrate on which the LED is mounted is attached to an outer surface side of a mounting portion formed in a polygonal cylindrical shape disposed in a central portion of the casing, and the casing and the translucent cover May be circular in plan view.
  • the housing may have a rectangular flat plate portion, and the substrate may be attached to a wall body protruding from at least one side of the flat plate portion.
  • Such an illuminating device can be used as a back light of a light emitting signboard or the like, or a backlight of a back light type image display device such as a liquid crystal display device.
  • the configuration is an edge light type backlight.
  • the light guide plate can be omitted, the weight can be reduced and the cost can be reduced accordingly.
  • An object of the present invention is to provide an illumination device that can emit light with high uniformity without increasing the size and complexity of the device and a backlight using such an illumination device.
  • a liquid crystal display device and a television receiver using the backlight having such a structure can be provided.
  • FIG. 1 It is a disassembled perspective view of the illuminating device concerning this invention. It is the figure which looked at the light emission part used for the illuminating device shown in FIG. 1 from the side surface. It is the figure seen from the downward direction of the light emission part shown in FIG. It is an expanded sectional view of the illuminating device concerning this invention. It is the schematic which expanded the part enclosed with the circle
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a lighting device according to the present invention.
  • a lighting device A shown in FIG. 1 is a ceiling light attached to a ceiling surface, and an upper portion in the drawing is attached to the ceiling surface.
  • the vertical direction in the state of FIG. 1 will be described as a reference, and the horizontal direction in the state of FIG. It may be described as (horizontal direction).
  • the lighting device A includes a chassis 1, a drive control unit 2, a light emitting unit 3, and a translucent cover 4, which are arranged in this order from the top.
  • the chassis 1 is a casing attached to the ceiling surface, and is a disk-shaped member made of aluminum.
  • a power connector (not shown) that is provided on the ceiling surface and supplies power passes through the central portion of the chassis 1.
  • the surface opposite to the surface facing the ceiling surface of the chassis 1 is formed as a reflecting surface 10 (reflecting portion) that efficiently reflects the light emitted from the light emitting portion 3, and is subjected to surface treatment.
  • this surface treatment for example, a method of attaching a highly reflective sheet such as foamed PET or a white paint may be applied.
  • the drive control unit 2 includes circuits such as a power supply circuit that supplies power to the light emitting unit 3 and a control circuit that performs lighting control.
  • a power supply circuit that supplies power to the light emitting unit 3
  • a control circuit that performs lighting control.
  • the drive control unit 2 also includes a circuit that is electrically connected to a power connector (not shown) provided on the ceiling surface and converts the supplied power into power corresponding to the light emitting unit 3.
  • the light emitting unit 3 is fixed to the chassis 1 with screws, and the drive control unit 2 is fixed to the light emitting unit 3 with screws.
  • the translucent cover 4 is attached so as to surround the side of the chassis 1 where the drive control unit 2 and the light emitting unit 3 are attached.
  • the light emitting unit 3 includes an attachment angle 31 and a substrate 32 on which an LED 33 (described later) that is fixed to the attachment angle 31 and is a light source is mounted.
  • the light source part is comprised with the board
  • the light emitting unit 3 will be described with reference to a new drawing. 2 is a view of a light emitting unit used in the illumination device shown in FIG. 1 as viewed from the side, and FIG. 3 is a view of the light emitting unit as viewed from below in FIG.
  • the mounting angle 31 of the light emitting part 3 is formed by cutting and bending a metal plate. As shown in FIGS. 1 and 3, the mounting angle 31 includes a rectangular flat plate portion 311, a plate-like fixing portion 312 extending from one long side of the flat plate portion 311, and the other length of the flat plate portion 311. A holding part 313 extending from the side to the opposite side to the fixed part 312 with respect to the flat plate part 311 is provided.
  • the mounting angle 31 is formed in a regular octagonal cylindrical shape by connecting the short sides of the adjacent flat plate portions 311 together.
  • the fixing portion 312 extends toward the outside of the regular octagon
  • the holding portion 313 extends toward the inside of the regular octagon.
  • the regular octagonal thing is shown in the illuminating device A, it is not limited to this. It may be a shape that can hold a flat substrate in a cylindrical shape, and may be a shape close to a circle (for example, a regular hexagon, a regular dodecagon, etc.).
  • the mounting angle 31 is divided into two members so that four flat plate portions 311 are included. Then, the divided members are manufactured by pressing metal plates one by one, and then joined to form a regular octagonal cylindrical shape.
  • the angle 31 for attachment is divided
  • segmented member into the same shape the shape of the metal plate of material and the metal mold
  • the substrate 32 is arranged so that the LED 33 is on the outer side of the regular octagonal cylindrical shape on the flat plate portion 311 of the mounting angle 31, and the longitudinal direction is the H direction. Attached to and fixed.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the illumination device according to the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged schematic view of a circled portion of the translucent cover shown in FIG.
  • the optical path of the light emitted from the LED 33 is indicated by an arrow.
  • the translucent cover 4 has an outer peripheral portion engaged with the chassis 1 and a central portion fixed to the light emitting unit 3.
  • the translucent cover 4 covers the light exit surface from which the light emitted from the light emitting unit 3 exits, and is formed of a light resin having high light transmittance such as acrylic resin such as PMMA, polystyrene, and polycarbonate. Yes.
  • the mounting angle 31 is such that the upper fixing portion 312 is fixed to the chassis 1 with a fixing tool (not shown) such as a screw, and the holding portion 313 is translucent with a fixing tool (not shown) such as a screw.
  • a cover 4 is attached. Further, as shown in FIG. 4, when the substrate 32 on which the LED 33 is mounted is attached to the flat plate portion 311 of the attachment angle 31, the light emitting portion of the LED 33 emits light along the inner surface of the translucent cover 4. Are arranged so as to emit light.
  • the LED 33 is a point light source, and the emitted light is divergent light (Lambertian light distribution), and the light emitted from the LED 33 has a high luminous flux density in the vicinity of the LED 33. That is, the light irradiated to the reflecting portion 10 and the translucent cover 4 of the chassis 1 has a high light flux density in a portion near the LED 33. Further, since the light is reflected by the reflecting portion 10 of the chassis 1, the light reflected in the vicinity of the LED 33 of the reflecting portion 10 is irradiated to the vicinity of the LED 33 of the chassis 1. The density is high.
  • the light directly reflected from the LED 33 or reflected by the reflecting portion 10 and applied to the vicinity of the LED 33 of the translucent cover 4 is insufficiently diffused and has a high luminous flux density.
  • the light irradiated to the vicinity of the LED 33 of the translucent cover 4 has a higher luminous flux density than the light irradiated to the portion away from the LED 33.
  • the illuminating device A light that reflects the direct light from the LED 33 and the reflected light reflected by the reflecting unit 10 to the vicinity region (hereinafter also referred to as a first region) Ar1 of the LED 33 of the translucent cover 4.
  • a modulation unit 40 is formed.
  • the light modulation unit 40 is provided at a portion where the light flux density of light emitted from the LED 33 is high, that is, on the chassis 1 side of the vicinity region Ar ⁇ b> 1 of the LED 33, i. Is formed.
  • the light modulation unit 40 is formed in a shape that reflects (diffuse reflection) the direct light from the LED 33 and the reflected light reflected by the reflection unit 10 except for a part thereof.
  • the light modulation unit 40 has a configuration in which prisms 41 having a triangular cross-sectional shape are arranged in a direction away from the LED 33.
  • the light modulation unit 40 is formed so that the light is irregularly reflected, the light is widely diffused to suppress the occurrence of the deviation of the light flux density inside the illumination device A. From the above, the light transmitted through the translucent cover 4, that is, the light emitted from the illumination device A is light in which unevenness in luminance is suppressed (high uniformity).
  • the pitch P ⁇ b> 1, the apex angle ⁇ , and the height t of the prism 41 are set so that a predetermined amount of the light from the LED 33 transmits through the translucent cover 4 and diffuses. It is determined so as to have a reflecting shape.
  • This predetermined ratio is a ratio determined so that the light flux density is constant or substantially constant regardless of the distance from the LED 33 to the light transmitted from the LED 33 regardless of the distance from the LED 33.
  • FIG. 6A is a diagram showing the luminance distribution as a result of simulation by the lighting device according to the present invention
  • FIG. 6B is a diagram showing the luminance distribution as a result of simulation by the conventional lighting device
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the present invention. It is a figure which shows the fluctuation
  • the illuminating device of the present invention and the conventional illuminating device are provided with a light emitting unit having the same size and shape, and only the illuminating device of the present invention has a light-transmitting cover 4 provided with a light modulating unit 40 as shown in FIG. It is the composition provided with.
  • the illuminating device of the present invention has a bright outer peripheral part, but the luminance does not decrease much even in a part away from the light emitting part.
  • the illumination device having the conventional configuration has high luminance near the light emitting unit and low luminance at the outer peripheral portion of the illumination device. Also, as a whole, it can be seen that the luminance distribution of the lighting device of the present invention shown in FIG. 6A is closer to that of the conventional lighting device shown in FIG. 6B.
  • FIG. 6A and FIG. 6B also show luminance distributions along two orthogonal diameters. Looking at the luminance distributions along the diameters, in the illumination device having the configuration of the present invention, the bright portion and the dark portion are separated. The luminance difference is smaller than the luminance difference between the bright part and the dark part of the illumination device having the conventional configuration.
  • the luminance is lower in the vicinity of the LED 33 than the illumination device having the conventional configuration. From the above, it can be seen that the light emitted from the illumination device of the present invention has less variation in luminance with respect to the distance from the LED 33 than the light emitted from the conventional illumination device. Thus, it can be seen that the illumination device of the present invention emits light with less luminance unevenness than the conventional illumination device.
  • the prism of the light modulation unit 40 adopts a triangular cross-section, but is not limited to this, and is not limited to this, a cross-sectional trapezoidal shape, a cross-sectional semicircular shape, a cross-sectional semielliptical shape, A shape that can efficiently reflect the Lambertian light distribution from the LED 33, such as a lenticular shape, can be widely employed.
  • the prism 40 has a convex shape, it may have a concave shape. Moreover, it is good also as a structure containing both convex shape and concave shape.
  • the light modulation section may be any one that can reflect incident light (light with high luminous flux density emitted from the LED 33) and reduce transmission.
  • the light modulation unit may be configured to reduce the light transmittance by reflection like a half mirror. The configuration of these light modulation units is the same in the following embodiments.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of another example of a lighting device according to the present invention
  • FIG. 9 is an enlarged schematic view of a portion surrounded by an ellipse in FIG.
  • the illuminating device B has the same configuration as the illuminating device A except that the translucent cover 4a is different, and substantially the same parts are denoted by the same reference numerals.
  • the light-transmitting cover 4a has light modulation portions 401a to 404a formed on substantially the entire surface.
  • the translucent cover 4a is divided into a first region Ar1, a second region Ar2, a third region Ar3, and a fourth region Ar4 from the side close to the light emitting unit 3 (LED 33).
  • the first region Ar1 includes an optical modulator 401a
  • the second region Ar2 includes an optical modulator 402a
  • the third region Ar3 includes an optical modulator 403a
  • the fourth region Ar4 includes an optical modulator 404a. Is formed.
  • the light modulation unit 401a formed in the first region Ar1 has the same configuration as the light modulation unit 40 of the illumination device A, that is, the prisms 41 having the same shape are arranged at the same pitch P1. .
  • the prisms 41 are arranged at a pitch P2
  • the prisms 41 are arranged at a pitch P3
  • the prisms 41 are arranged at a pitch P4
  • a relationship of P1 ⁇ P2 ⁇ P3 ⁇ P4 is established between the pitches P1 to P4. That is, the light modulation portion formed in the region closer to the LED 33 has a smaller prism pitch (the prism density is higher), and the region farther from the LED 33 has a larger prism pitch (the prism density is lower).
  • the translucent cover 4a having such a configuration, in the vicinity of the LED 33, most of the light irradiated to the translucent cover 4a is reflected, and as it moves away, the amount of reflected light is reduced and the cover is transmitted. The amount of light to increase.
  • the light emitted from the LED 33 and applied to the translucent cover 4a has a smaller luminous flux density as the distance from the LED 33 increases.
  • the translucent cover 4a is formed at a portion close to the LED 33 (substrate 32) having a high luminous flux density and has a high prism density, so that a large amount of light is reflected and a small amount of light is transmitted. Thereby, the light flux density of the light transmitted from the translucent cover 4a in the portion close to the LED 33 is lowered, and the amount of light reaching the distant portion is increased.
  • the light flux density of the light transmitted through the translucent cover 4a is reduced from the LED 33 (substrate 32). Higher leveling is possible regardless of the distance.
  • FIG. 10A is a plan view seen from the inner surface side of an example of the translucent cover
  • FIG. 10B is a plan view seen from the inner surface side of another example of the translucent cover.
  • the light modulation unit is indicated by hatching, and the light emitting unit is also illustrated for convenience.
  • the first region to the fourth region are determined so that the boundaries of the regions form concentric circles, and the prisms 41 are arranged concentrically. You may arrange as follows.
  • the translucent cover 4a is easy to manufacture, and stress is not easily concentrated, and the strength is kept constant. Cheap. Moreover, since it is applicable also to the illuminating device from which the shape of the light emission part 3 differs, versatility is high.
  • each prism 41 is arranged along the shape of each region. May be.
  • the change in the pitch of the prism 41 becomes closer to the distribution of the light flux density of the light from the light source, so that the effect of equalizing the light emitted from the illumination device B can be enhanced.
  • these shapes are examples, and are not limited to these shapes. Even if the shape is other than these, it is formed so that the density of the prism becomes lower as the distance from the light emitting portion increases, and it is possible to widely adopt a shape that can uniformize the light emitted from the lighting device. It is.
  • the translucent cover 4a is divided into four regions according to the distance from the LED 33.
  • the present invention is not limited to this. The number of regions may be reduced if high-precision homogenization is not required.
  • the translucent cover 4a is divided into a plurality of (here, four) regions according to the distance from the LED 33, and the pitches of the prisms 41 are made equal in each region (step by step prisms).
  • the present invention is not limited to this.
  • the pitch (density) of the prism 41 may be changed in proportion to the distance from the LED 33.
  • the shape of the prism may be partially changed.
  • the prism apex angle ⁇ and height t may be changed without changing the prism shape, or the prism shape may be changed to a shape different from the cross-sectional triangle. It is possible to widely adopt a configuration that can homogenize the light emitted from the illumination device B.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of another example of the lighting device according to the present invention
  • FIG. 12 is a view seen from the inner surface side of the translucent cover used in the lighting device shown in FIG.
  • the light modulators 601, 602, 603, and 604 are hatched, but it is assumed that prisms as shown in FIG. 8 are formed.
  • the lighting device C includes a rectangular chassis 6 and a translucent cover 60 that covers the chassis 6.
  • the chassis 6 is formed by bending a metal plate, and includes a rectangular flat plate portion 61 and a side wall portion 62 formed by bending each side of the flat plate portion.
  • the light emitting unit 3 is formed by attaching the substrate 32 on which the LEDs 33 are mounted to the side wall 62 formed by bending the short side of the flat plate 61 of the chassis 6.
  • the light emission part 3 has arrange
  • the flat plate portion 61 of the chassis 6 is configured to efficiently reflect the light from the LED 33 toward the translucent cover 60 side. Examples of the treatment of the flat plate portion 61 include well-known ones such as white coating and reflection sheet pasting.
  • the first region Ar1, the second region Ar2, the third region Ar3, and the fourth region Ar4 are determined in order from the region close to the substrate 32 on which the LED 33 is mounted.
  • light modulators 601, 602, 603, and 604 in which prisms are arranged at different pitches (density) are formed.
  • the prism pitch (density) in the light modulation units 601 to 604 is changed depending on the distance from the LED 33 (substrate 32).
  • the pitch of the prisms of each light modulation unit is formed so that a region far from the distance from the LED 33 (substrate 32) is widened.
  • the translucent cover 60 much of the amount of light irradiated is reflected near the LED 33, and as the distance increases, the amount of reflected light decreases and the amount of light transmitted through the translucent cover 60 increases.
  • the light flux density of the light applied to the translucent cover 60 decreases as the distance from the LED 33 (substrate 32) increases.
  • the prism density is high at a portion close to the LED 33 (substrate 32) having a high light flux density, so that a large amount of light is reflected and a small amount of light is transmitted.
  • the light flux density of the light transmitted from the translucent cover 60 in the portion close to the LED 33 is lowered, and the amount of light reaching the distant portion is increased.
  • the amount of light transmitted through the translucent cover 60 is increased, so that the luminous flux density of the light transmitted through the translucent cover 60 is reduced from the LED 33 (substrate 32). Higher leveling is possible regardless of the distance.
  • the circular through-hole 610 as shown with a dashed-two dotted line is formed in the flat plate part 61, the connector arrange
  • the rectangular thing as the illuminating device B it is not limited to this, For example, square shape may be sufficient, and polygonal shapes other than a square may be sufficient.
  • the illuminating device of the present invention Since the illuminating device of the present invention emits planar light from the light emitting surface, it can also be used as a backlight of a liquid crystal display device.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view showing an example of a liquid crystal display device according to the present invention.
  • the liquid crystal display device 8 includes a liquid crystal panel unit 81 and a backlight unit 82.
  • a liquid crystal panel unit 81 is arranged on the front side (observer side) of the backlight unit 82, and the liquid crystal panel unit 81 is placed on a metal bezel 83 having an opening window 830 in the center on the front side. It is being held down.
  • the liquid crystal panel unit 81 includes a liquid crystal panel 811 in which liquid crystal is sealed, and a polarizing plate 812 attached to the front surface (observer side) and the back surface (backlight unit 1 side) of the liquid crystal panel 811.
  • the liquid crystal panel 811 includes an array substrate, a counter substrate 814 arranged to face the array substrate 813, and a liquid crystal filled between the array substrate and the counter substrate.
  • the array substrate 813 is provided with a source wiring and a gate wiring orthogonal to each other, a switching element (for example, a thin film transistor) connected to the source wiring and the gate wiring, a pixel electrode connected to the switching element, an alignment film, and the like.
  • the counter substrate 814 is provided with a color filter in which colored portions of red, green, and blue (RGB) are arranged in a predetermined arrangement, a common electrode, an alignment film, and the like.
  • a voltage is applied between the array substrate 813 and the counter substrate 814 in each pixel of the liquid crystal panel 811 by driving the switching element.
  • the voltage between the array substrate 813 and the counter substrate 814 changes, the liquid crystal in each pixel rotates and light is modulated (the degree of light transmission is changed). As a result, an image is displayed in the image display area on the viewer side of the liquid crystal panel 811.
  • the bezel 83 is a metal frame, and has a shape that covers the front edge portion of the liquid crystal panel unit 81.
  • the bezel 83 includes a rectangular opening window 830 formed so as not to hide the image display area of the liquid crystal panel unit 81, a pressing portion 831 that presses the liquid crystal panel unit 81 from the front side, and a rear surface from the edge of the pressing portion 831. And a cover portion 832 that covers the edges of the liquid crystal panel unit 81 and the backlight unit 82.
  • the bezel 83 is grounded and shields the liquid crystal panel unit 81 and the backlight unit 82.
  • the backlight unit 82 is an illumination device that irradiates the liquid crystal panel unit 81 with planar light.
  • the backlight unit 82 has a structure equivalent to that of the lighting device shown in the first embodiment. That is, it includes a backlight chassis 821 having a rectangular bottom corresponding to the chassis 1, a backlight cover 822 corresponding to the translucent cover 60, and a light source unit 823 corresponding to the light emitting unit 3. And although illustration is abbreviate
  • the structure of the backlight unit 82 has substantially the same structure as the lighting device C.
  • a backlight unit 82 similarly to the edge light type backlight, the light that faces the bottom surface is used without using the light guide plate and the optical sheet even though the light is irradiated from the side surface. Planar light with less luminance unevenness than the emission surface can be emitted. Thereby, it is possible to reduce the number of components, and it is possible to promote reduction in size, weight, and cost.
  • the liquid crystal display device shown in the present embodiment can be used in, for example, a mobile phone, a tablet PC, a display device for household electric appliances, a television receiver, and the like.
  • a ceiling lamp or a backlight of a liquid crystal display device is given as the illumination device.
  • the illumination device can also be used as a back-side illumination device that illuminates from the back of an electric signboard or the like. Is possible.
  • the illuminating device according to the present invention emits light with less unevenness in luminance, so that the illuminating device is attached to the ceiling of a living room or the like, and can be used as a backlight of a lighting fixture or a liquid crystal display device that irradiates the entire light.

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Abstract

　装置が大型化、複雑化することなく、輝度、均斉度の高い光を出射するため、筐体（１）に光出射面を覆うように取り付けられ、透光性を有する透光性透光性カバー（４）を備え、透光性透光性カバー（４）が、反射部（１０）と対向する面の少なくともＬＥＤ（３３）に近接した領域に、反射部（１０）に向けて反射することで、透光性透光性カバー（４）を透過する光量を減らす光変調部（４０）を備えている照明装置（Ａ）を提供する。

Description

照明装置、バックライト、液晶表示装置及びテレビジョン受像機
　本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置、この照明装置を利用したバックライト及び液晶表示装置に関するものである。
　近年、照明装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられることが多くなっている。前記ＬＥＤは、従来用いられてきた蛍光ランプ（冷陰極管等）に比べ、それ自体小型で長寿命、高い発光効率による低消費電力、水銀を使わない等の多くの優れた点を有している。
　前記照明装置は、例えば、居室の天井に取り付け室内照明として利用されたり、液晶表示装置の背面に配置しバックライトとして利用されたりする。このような照明装置において、装置自体を薄型化するとともに、前記ＬＥＤの設置数を減らすため、前記ＬＥＤの光照射方向を前記光出射面に沿うように、前記ＬＥＤを配置しているものがある。
　このような照明装置では、前記ＬＥＤの光照射方向が、照明装置の光出射面に沿っているので、前記ＬＥＤからの距離によって前記光出射面における光束密度が変化してしまうことがある。前記ＬＥＤからの距離によって光束密度が変化すると、前記光出射面から出射される光が輝度むらのある光として視認されやすく、照射光の品質が低下する。
　前記ＬＥＤの光照射方向が前記光出射面に沿うような照明装置において、前記ＬＥＤからの光の照射角を狭くすることで、前記光出射面から出射される光の光束を均一あるいは略均一とできることが知られている。そして、前記ＬＥＤから出射される光の照射角を狭くする方法として、前記ＬＥＤの前面にコリメータレンズを配置し、前記ＬＥＤから出射される光の照射角を狭くする方法が提案されている（例えば、特開２００９－１８７８４３号公報等参照）。
　また、この特開２００９－１８７８４３号公報に記載の面照明装置では、前記光出射面と対向する面を反射面に形成しておき、前記反射面の前記ＬＥＤから離れた部分を前記光出射面側が持ち上がるように形成することで、前記ＬＥＤから離れた部分に到達した光を効果的に光出射面に向けて反射している。
特開２００９－１８７８４３号公報
　しかしながら、前記コリメータレンズを用いて前記ＬＥＤからの光の照射角度を狭くする場合、前記コリメータレンズは、照射角度を狭くする方向（ここでは、光出射面と直交する方向）にある程度の厚みが必要となる。前記コリメータレンズの厚みが厚くなると、前記照明装置の厚みが大きくなってしまい、小型化が困難になる。また、前記コリメータレンズは複雑な光学素子であり、製造に手間と技術を要し、そのため、前記照明装置の製造コストが高くなってしまう。
　そこで本発明は、装置が大型化、複雑化することなく、均斉度の高い光を出射することができる照明装置及びこのような照明装置を用いたバックライトを提供することを目的とする。また、このような構成のバックライトを用いた、液晶表示装置及びテレビジョン受像機を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明は、光出射面と対向する反射部を備える筐体と、ＬＥＤが実装され、前記ＬＥＤが前記光出射面に沿う方向に光を出射するように前記筐体に取り付けられた基板と、前記光出射面を覆うように前記筐体に取り付けられ、透光性を有する透光性カバーとを備えており、前記透光性カバーが、前記反射部と対向する面の少なくとも前記ＬＥＤに近接した領域に、照射された光の一部を前記反射部に向けて反射し、透光性カバーを透過する光の光量を調整する光変調部を備えている照明装置を提供する。
　この構成によると、前記ＬＥＤの近傍に前記光変調部を備えたことで、前記透光性カバーの前記ＬＥＤの近傍に照射される光束密度の高い光は一部が透過し、残りは前記反射部に向けて反射される。その結果、光束密度の高い光が前記透光性カバーの前記ＬＥＤ近傍から透過するのを抑制している。また、光変調部で反射された光は、前記反射部で反射され、前記ＬＥＤから離れた部分にまで到達し、前記透光性カバーの前記ＬＥＤから離れた部分を透過して外部に出射される。
　前記光変調部が入射した光の一部を透過させ残りを反射することで、前記ＬＥＤから出射された光を照明装置の全体に拡散させることができる。これにより、照明装置から出射される光は、ＬＥＤからの距離に関係なく、ほぼ一定の輝度とすることができ、照射光を均斉化し、品質を向上することが可能である。
　上記構成において、前記光変調部が入射した光を乱反射させる光学素子を備えていてもよい。この構成によると、前記光変調部がＬＥＤからの光を乱反射するので、照明装置全体に光を均一又は略均一にいきわたらせることができる。また、これにより、光束密度が集中している部分（特にＬＥＤの正面近傍）を減らし、照射光の輝度むらを低減する効果を上げることができる。
　上記構成において、前記光学素子は少なくとも凸形状のプリズムを含んでおり、前記光変調部が複数個の前記光学素子を配列して形成されていてもよい。また、前記光学素子が少なくとも凹形状のプリズムを含んでおり、前記光変調部が複数個の前記光学素子を配列して形成されていてもよい。
　前記光変調部を凸形状及び（又は）凹形状のプリズムを配列する構成とすることで、前記透光性カバーと一体的に加工（プレス加工等）することができるので、製造にかかる手間及び時間を減らすことができる。また、組み付けの手間も省くことができるので、照明装置全体の構造を簡略化することができ、コストの上昇を抑えることが可能である。なお、プリズムの形状としては、断面三角形状、台形状、半円形状、半楕円形状、レンチキュラー形状等を挙げることができる。
　上記構成において、前記透光性カバーがＬＥＤからの距離によって複数個の領域に分けられており、各領域には、前記光学素子の密度が異なる光変調部が形成されていてもよい。この構成によると、前記透光性カバーを透過する光の光量を細かく調整することができるので、前記照明装置から照射される光の均斉度を高めることが可能である。
　上記構成において、前記複数個の領域の境界が前記透光性カバーの形状に合わせて設定されていてもよい。この構成によると、前記境界を前記透光性カバーの形状に合わせて形成するので、製造が容易であるとともに、前記基板の配置形状にかかわらず利用できるので汎用性が高い。
　上記構成において、前記複数個の領域の境界は基板が配置されている形状に合わせて設定されていてもよい。この構成によると、前記境界が前記ＬＥＤからの距離に対して正確な距離をなしているので、前記ＬＥＤからの光の変調の精度を上げることができる。これにより、前記照明装置から照射される光の均斉度を高めることが可能である。
　上記構成において、前記光変調部が前記ＬＥＤからの距離が遠くなるほど前記光学素子の密度が低くなるように、前記光学素子を配列して形成されていてもよい。この構成によると、狭い領域での光束密度の変化にも対応することができるので、前記照明装置から照射される光の均斉度を高めることが可能である。
　上記構成において、前記ＬＥＤが実装された基板が、前記筐体の中央部に配置された多角形状の筒状に形成された取付部の外面側に取り付けられ、前記筐体及び前記透光性カバーが平面視円形状であってもよい。
　上記構成において、前記筐体が四角形の平板部を有し、前記平板部の少なくとも一辺より突出した壁体に、前記基板が取り付けられていてもよい。
　このような照明装置は、発光看板等の背面型照明や、液晶表示装置のような背面光型の画像表示装置のバックライトとして利用することが可能である。本発明の照明装置をバックライトとして用いる場合、構成としてエッジライト方式のバックライトであるが、導光板を省略することができるので、それだけ、軽量化、コストダウンが可能である。
　本発明によると、装置が大型化、複雑化することなく、均斉度の高い光を出射することができる照明装置及びこのような照明装置を用いたバックライトを提供することを目的とする。また、このような構成のバックライトを用いた、液晶表示装置及びテレビジョン受像機を提供することができる。
本発明にかかる照明装置の分解斜視図である。 図１に示す照明装置に用いられる発光部を側面から見た図である。 図２に示す発光部の下方から見た図である。 本発明にかかる照明装置の拡大断面図である。 図４に示す透光性カバーの丸で囲んだ部分を拡大した概略図である。 本発明にかかる照明装置でシミュレーションした結果の輝度分布を示す図である。 従来の照明装置でシミュレーションした結果の輝度分布を示す図である。 本発明の構成の照明装置と従来例の構成との照明装置のＬＥＤからの距離と輝度の変動を示す図である。 本発明にかかる照明装置の他の例の断面図である。 図８において楕円で囲んだ部分を拡大した概略図である。 透光性カバーの一例の内面側から見た平面図である。 透光性カバーの他の例の内面側から見た平面図である。 本発明にかかる照明装置の他の例を示す分解斜視図である。 図１１に示す照明装置に用いられる透光性カバーの内面側から見た図である。 本発明にかかる液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
　以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
　図１は本発明にかかる照明装置の分解斜視図である。図１に示す照明装置Ａは、天井面に取り付けられるシーリングライトであり、図中上部が天井面に取り付けられる。なお、以下の説明において、上下方向の説明をする場合、別途記載した場合を除き、図１の状態での上下方向を基準として説明する、また、図１の状態のときの横方向をＨ方向（ホリゾンタル方向）として説明する場合もある。
　図１に示すように、照明装置Ａは、シャーシ１、駆動制御部２、発光部３及び透光性カバー４を備えており、上からこの順番で配置されている。シャーシ１は、天井面に取り付けられる筐体であり、アルミニウムで形成された円板状の部材である。シャーシ１の中央部分には、天井面に備えられ、電力を供給する電源コネクタ（不図示）が貫通する。シャーシ１の天井面と対向する面と反対側の面には、発光部３から出射された光を効率よく反射する反射面１０（反射部）として形成されており、表面処理がなされている。なお、この表面処理としては、例えば、発泡ＰＥＴ等の反射率の高いシートを貼り付ける方法や白色の塗料を塗布するものとしてもよい。
　駆動制御部２は、発光部３に電力を供給する電源回路、点灯制御を行う制御回路等の回路を含む。駆動制御部２は、シャーシ１に取り付けるとき、シャーシ１への漏電を抑制するための絶縁シート２０と、電源回路、制御回路等が実装された回路基板２１と、回路基板２１を支持する支持部２２、２３を備えている。駆動制御部２は、天井面に備えられる電源コネクタ（不図示）と電気的に接続され、供給された電力を発光部３に対応した電力に変換する回路も備えている。
　発光部３は、シャーシ１にねじ止めにて固定されるものであり、駆動制御部２は発光部３にねじ止めで固定される。シャーシ１に駆動制御部２及び発光部３が取り付けられた状態で、シャーシ１の駆動制御部２及び発光部３が取り付けられた側を囲むように透光性カバー４が取り付けられる。
　発光部３は、取付用アングル３１と、取付用アングル３１に固定され光源であるＬＥＤ３３（後述）が実装された基板３２とを備えている。なお、ＬＥＤ３３が実装された基板３２と、ＬＥＤ３３とで、光源部を構成していると言える。発光部３について新たな図面を参照して説明する。図２は図１に示す照明装置に用いられる発光部を側面から見た図であり、図３は図２に示す発光部の下方から見た図である。
　発光部３の取付用アングル３１は金属板を切り曲げて形成されている。図１、図３等に示すように、取付用アングル３１は、長方形状の平板部３１１と、平板部３１１の一方の長辺より伸びる板状の固定部３１２と、平板部３１１の他方の長辺より平板部３１１に対し固定部３１２と反対側に伸びる保持部３１３とを備えている。
　取付用アングル３１では、隣り合う平板部３１１の短辺同士をつなぎ合わせて正八角形の筒状に形成されている。このように、平板部３１１を正八角形の筒状に接続したとき、固定部３１２は正八角形の外側に向けて伸びており、保持部３１３は正八角形の内側に向けて伸びている。また、照明装置Ａでは、正八角形のものを示しているが、これに限定されるものではない。平板状の基板を筒状に保持できる形状で、円形に近い形状（例えば、正６角形、正１２角形等）であってもよい。
　また、図１に示しているように、取付用アングル３１は、平板部３１１が４個含まれるように、２つの部材に分割されている。そして、分割された部材は片方ずつ金属板のプレス加工で製造し、その後、接合することで正八角形状の筒状に形成される。なお、図１の照明装置Ａでは、取付用アングル３１を２個の部材に分割しているが、それに限定されるものではなく、３個以上に分割してもよいが、分割された部材が同形状となるような分割数（例えば、正八角形の場合、２個、４個、８個）が好ましい。なお、分割された部材を同形状とすることで、材料の金属板及びプレス加工用の金型の形状を統一することができ、製造コストを低減することができる。
　また、図２、図３に示すように、基板３２は、取付用アングル３１の平板部３１１に、ＬＥＤ３３が正八角形の筒形状の外側となるように、そして、長手方向がＨ方向となるように取り付け固定される。
　本発明の照明装置の詳細について新たな図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる照明装置の拡大断面図であり、図５は図４に示す透光性カバーの丸で囲んだ部分を拡大した概略図である。図４では、ＬＥＤ３３から出射される光の光路を矢印で示している。
　図４に示しているように、透光性カバー４は、外周部分がシャーシ１に係合されるとともに、中央部分が発光部３に固定される。透光性カバー４は、発光部３から出射された光が出光する出光面を覆っており、ＰＭＭＡなどのアクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネイト等の光の透過率が高く、軽量な樹脂で形成されている。
　図４に示すように、取付用アングル３１は、上側の固定部３１２がねじ等の不図示の固定具でシャーシ１に固定され、保持部３１３にねじ等の不図示の固定具で透光性カバー４が取り付けられている。また、図４に示しているように、ＬＥＤ３３が実装された基板３２が取付用アングル３１の平板部３１１に取り付けられると、ＬＥＤ３３の光出射部は、透光性カバー４の内面に沿って光を出射するように配置される。
　ＬＥＤ３３は点光源で出射光は発散光（ランバーシアン配光）であり、ＬＥＤ３３より出射される光は、ＬＥＤ３３の近傍で光束密度が高くなる。つまり、シャーシ１の反射部１０及び透光性カバー４に照射される光は、ＬＥＤ３３から近い部分で光束密度の高くなる。また、シャーシ１の反射部１０で反射されるので、反射部１０のＬＥＤ３３の近傍で反射された光は、シャーシ１のＬＥＤ３３の近傍に照射され、このことからも、ＬＥＤ３３の近傍部分での光束密度が高くなっている。
　ＬＥＤ３３から直接あるいは反射部１０で反射され、透光性カバー４のＬＥＤ３３の近傍に照射された光は拡散が不十分で光束密度が高い。透光性カバー４のＬＥＤ３３の近傍部分に照射された光はＬＥＤ３３から離れた部分に照射された光に対して光束密度が高くなっている。この状態のままの光が透光性カバー４を透過すると、照明装置Ａからの照射光は中央部分が明るく辺縁部に近づくにつれて暗くなる。つまり、照明装置Ａからの照射光に輝度むらが発生する。そのため、照明装置Ａでは、透光性カバー４のＬＥＤ３３の近傍領域（以下、第１領域という場合もある）Ａｒ１に、ＬＥＤ３３からの直接光及び反射部１０で反射された反射光を反射する光変調部４０が形成されている。
　図４に示しているように、光変調部４０は、ＬＥＤ３３から照射される光の光束密度が高い部分、すなわち、ＬＥＤ３３の近傍領域Ａｒ１のシャーシ１側、換言すると、照明装置Ａの内部側に形成されている。光変調部４０は、ＬＥＤ３３からの直接光及び反射部１０で反射した反射光を、一部を除いて反射（乱反射）する形状に形成されている。図４及び図５に示しているように、光変調部４０は断面形状が三角形状のプリズム４１をＬＥＤ３３から離れる方向に並べた構成となっている。
　図４に示すように、このような光変調部４０が備えられていることで、ＬＥＤ３３の近傍に照射された光の多くは透光性カバー４を透過せず、シャーシ１側に反射される。ＬＥＤ３３から出射され、透光性カバー４に照射される光はＬＥＤ３３から近いほど、光束密度が高い。透光性カバー４のＬＥＤ３３の近傍に光変調部４０が備えられていることで、光束密度が高い部分では、透過する光の光量を抑え、その大部分をＬＥＤ３３から離れた領域まで到達させている。また、光変調部４０は光が乱反射するように形成されているので、光は広く拡散され照明装置Ａの内部で光束密度の偏りが発生するのを抑制している。以上のことから、透光性カバー４を透過する光、すなわち、照明装置Ａから照射される光は輝度むらが抑えられた（均斉度が高い）光となっている。
　図５に示すように、プリズム４１のピッチＰ１、頂部の角度θ及び高さｔは、ＬＥＤ３３からの光のうち予め決めた割合の光量が透光性カバー４を透過するとともに、拡散するように反射する形状となるように、決定されるものである。この予め決めた割合とは、ＬＥＤ３３からの光が、透光性カバー４を透過する光がＬＥＤ３３からの距離にかかわらず、光束密度が一定又はほぼ一定となるように決められた割合である。
　次に、本発明の効果について、図面を参照して説明する。図６Ａは本発明にかかる照明装置でシミュレーションした結果の輝度分布を示す図であり、図６Ｂは従来の照明装置でシミュレーションした結果の輝度分布を示す図であり、図７は本発明の構成の照明装置と従来例の構成との照明装置のＬＥＤからの距離と輝度の変動を示す図である。なお、本発明の照明装置及び従来の照明装置は、同じ大きさ及び形状の発光部を備え、本発明の照明装置だけが図４に示すような光変調部４０をそなえた透光性カバー４を備えた構成となっている。
　図６Ａに示すように本発明の照明装置は外周部分が明るくなっているが、発光部から離れた部分でも輝度の低下があまり発生していない。一方、図６Ｂに示すように、従来の構成の照明装置は発光部の近傍で輝度が高く、照明装置の外周部分で輝度が低くなっている。また、全体的にみると、図６Ａに示す本発明の照明装置の輝度分布の方が、図６Ｂに示す従来の照明装置の輝度分布に比べて均一に近いことがわかる。さらに、図６Ａ及び図６Ｂには、直交する２つの直径に沿った輝度分布も示されており、直径に沿った輝度分布をみると、本発明の構成の照明装置では明部と暗部との輝度差が従来の構成の照明装置の明部と暗部との輝度差よりも小さい。
　また、図７に示すように、本発明の構成の照明装置では、ＬＥＤ３３の近傍において、従来の構成の照明装置よりも輝度が低くなっている。以上のことより、本発明の照明装置より出射される光は、従来の照明装置から出射される光に比べて、ＬＥＤ３３からの距離に対して輝度の変動が少ないことが分かる。このように、本発明の照明装置では、従来の照明装置に比べて、輝度ムラが少ない光を出射していることが分かる。
　なお、上述の実施形態において、光変調部４０のプリズムは断面三角形状のものを採用しているが、これに限定されるものではなく、断面台形状、断面半円形状、断面半楕円形状、レンチキュラー形状等、ＬＥＤ３３からのランバーシアン配光を効率よく反射できる形状を広く採用することができる。さらに、プリズム４０として、凸形状のものとしているが、凹形状のものであってもよい。また、凸形状及び凹形状の両方を含む構成としてもよい。
　また、光変調部は、入射した光（ＬＥＤ３３から出射した光束密度の高い光）を反射し、透過を減らすことができるものであればよい。例えば、反射部１０等に乱反射させるような工夫がされている場合、光変調部はハーフミラーのように反射によって光の透過率を下げる構成のものであってもよい。これらの光変調部の構成は、以下の実施形態でも同様である。
（第２の実施形態）
　本発明にかかる照明装置の他の例について図面を参照して説明する。図８は本発明にかかる照明装置の他の例の断面図であり、図９は図８において楕円で囲んだ部分を拡大した概略図である。図８に示すように、照明装置Ｂでは、透光性カバー４ａが異なる以外は、照明装置Ａと同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号が付してある。
　図８に示すように、透光性カバー４ａは、略全面に光変調部４０１ａ～４０４ａが形成されている。そして、透光性カバー４ａでは、発光部３（ＬＥＤ３３）に近い側から第１領域Ａｒ１、第２領域Ａｒ２、第３領域Ａｒ３及び第４領域Ａｒ４に分けられている。そして、第１領域Ａｒ１には光変調部４０１ａが、第２領域Ａｒ２には光変調部４０２ａが、第３領域Ａｒ３には光変調部４０３ａが、第４領域Ａｒ４には光変調部４０４ａがそれぞれ形成されている。
　図８、図９に示すように、第１領域Ａｒ１に形成される光変調部４０１ａは、照明装置Ａの光変調部４０と同じ構成、すなわち、同形状のプリズム４１を同じピッチＰ１で並べている。光変調部４０２ａはプリズム４１がピッチＰ２で、光変調部４０３ａはプリズム４１がピッチＰ３で、光変調部４０４ａはプリズム４１がピッチＰ４でそれぞれ配列されている。ピッチＰ１～Ｐ４の間には、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４の関係が成り立っている。すなわち、ＬＥＤ３３から近い領域に形成された光変調部ほどプリズムのピッチは狭く（プリズムの密度は高く）、ＬＥＤ３３から遠くの領域ほどプリズムのピッチが広く（プリズムの密度は低く）なっている。
　このような構成の透光性カバー４ａを採用することで、ＬＥＤ３３の近くでは、透光性カバー４ａに照射された光の多くが反射され、遠ざかるにつれて、反射される光量が減るとともにカバーを透過する光量が増加する。
　ＬＥＤ３３から出射され透光性カバー４ａに照射される光は、ＬＥＤ３３からの距離が遠くなるほど光束密度が小さくなる。透光性カバー４ａは、光束密度の高いＬＥＤ３３（基板３２）から近い部分で、プリズム密度が高く形成されており、反射される光が多く、透過する光量が少ない。これにより、ＬＥＤ３３から近い部分での透光性カバー４ａから透過する光の光束密度を下げ、離れた部分に到達する光量を増やしている。また、ＬＥＤ３３から、遠ざかるにつれ（光束密度が低くなるにつれ）透光性カバー４ａを透過する光を多くすることで、透光性カバー４ａを透過する光の光束密度をＬＥＤ３３（基板３２）からの距離にかかわらずより高度に均斉化することが可能である。
　ここで、光変調部の平面的な配置状態について図面を参照して説明する。図１０Ａは透光性カバーの一例の内面側から見た平面図であり、図１０Ｂは透光性カバーの他の例の内面側から見た平面図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、光変調部をハッチングで示しており、便宜上、発光部も同時に記載している。光変調部４０１ａ～４０４ａの配置の方法として、図１０Ａに示しているように、第１領域～第４領域を各領域の境界が同心円をなすように決定し、各プリズム４１を同心円上に並ぶように配置してもよい。この構成によると、プリズム４１の配列が、透光性カバー４ａの形状に沿って配列されているので、透光性カバー４ａの製造が容易であるとともに、応力が集中しにくく強度を一定に保ちやすい。また、発光部３の形状が異なる照明装置にも利用可のであるので、汎用性が高い。
　一方で、図１０Ｂに示すように形成してもよい。すなわち、第１領域～第４領域を各領域の境界が発光部３の形状（ここでは正八角形）と相似形をなすように形成し、その各領域の形状に沿って各プリズム４１を配置してもよい。このように配置することで、プリズム４１のピッチの変化が光源からの光の光束密度の分布により近い構成となるので、照明装置Ｂから出射される光の均斉化効果を高めることが可能である。
　なお、これらの形状は一例であり、これらの形状に限定されるものではない。これら以外の形状であっても、発光部からの距離が遠くなるほど、プリズムの密度が低くなるように形成されており、照明装置から照射される光を均斉化できる形状を広く採用することが可能である。
　以上示した、照明装置Ｂでは、透光性カバー４ａをＬＥＤ３３からの距離によって、４つの領域に分割しているがこれに限定されるものではなく、さらに多くの領域に分けて出射光の均斉化の精度を高めてもよいし、それほど高精度な均斉化が必要なければ領域数を減らしてもよい。
　また、照明装置Ｂでは、透光性カバー４ａをＬＥＤ３３からの距離によって、複数（ここでは４個）の領域に分け、各領域内において、プリズム４１のピッチが等しくなるように（段階的にプリズムのピッチ、すなわち、密度が変化するように）しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤ３３からの距離に比例して、プリズム４１のピッチ（密度）が変化する構成であってもよい。
　さらに、ピッチを変更するだけでは、光変調部による透光性カバー４ａを透過する光量の調整が困難である場合、部分的にプリズムの形状を変えてもよい。例えば、プリズムの形状はそのままで、プリズムの頂角θ、高さｔ（図５参照）を変更してもよいし、プリズムの形状を断面三角形とは異なる形状に変更してもよい。照明装置Ｂより照射される光を均斉化することができる構成を広く採用することが可能である。
（第３の実施形態）
　上述の各実施形態では、円形のシャーシ１の中央部分に発光部３を取り付けた構成のものである。円形のシャーシ１では困難であるが、多角形状のシャーシを用いる場合、シャーシの辺縁部に発光部を配置することも可能である。そこでシャーシの辺縁部に発光部を配置する照明装置の例について図面を参照して説明する。図１１は本発明にかかる照明装置の他の例の分解斜視図であり、図１２は図１１に示す照明装置に用いられる透光性カバーの内面側から見た図である。なお、図１２において、光変調部６０１、６０２、６０３、６０４はハッチングで示しているが、図８に示すようなプリズムが形成されているものとする。
　図１１に示すように照明装置Ｃは、長方形状のシャーシ６と、シャーシ６を覆う透光性カバー６０とを備えている。シャーシ６は金属板を曲げて形成されており、長方形状の平板部６１と、平板部の各辺を折り曲げて形成した側壁部６２とを備えている。そして、図１１に示すように、シャーシ６の平板部６１の短辺を折り曲げて形成した側壁部６２にＬＥＤ３３が実装された基板３２を取り付けて発光部３を形成している。なお、発光部３は、３個の基板３２を側壁部６２に並べて配置しているが、これに限定されるものではなく、側壁部６２と同じ又はほぼ同じ大きさの基板を用いてもよい。
　つまり、照明装置Ｃでは、側壁部６２の一部が取付用アングルとして機能している。そのため、図１等で示す取付用アングルを省略可能である。また、シャーシ６の平板部６１は、ＬＥＤ３３からの光を透光性カバー６０側に効率よく反射することができる構成となっている。平板部６１の処理としては、白色の塗装、反射シートの貼り付け等、従来よく知られているものが挙げられる。
　図１２に示しているように、透光性カバー６０は、ＬＥＤ３３が実装された基板３２から近い領域から順に、第１領域Ａｒ１、第２領域Ａｒ２、第３領域Ａｒ３及び第４領域Ａｒ４が決められており、それぞれの領域には、プリズムを異なるピッチ（密度）で配列した光変調部６０１、６０２、６０３及び６０４が形成されている。
　光変調部６０１～６０４におけるプリズムのピッチ（密度）はＬＥＤ３３（基板３２）からの距離によって変更されている。なお各光変調部のプリズムのピッチは、ＬＥＤ３３（基板３２）からの距離から遠い領域が広くなるように形成されている。そして、透光性カバー６０では、ＬＥＤ３３の近くで、照射される光の光量の多くを反射し、遠ざかるにつれて、反射される光量が減るとともに透光性カバー６０を透過する光量が増加する。
　照明装置Ｃでは、ＬＥＤ３３（基板３２）から遠ざかると透光性カバー６０に照射される光の光束密度が小さくなる。透光性カバー６０では、光束密度の高いＬＥＤ３３（基板３２）から近い部分で、プリズム密度が高く形成されており、反射される光が多く、透過する光量が少ない。これにより、ＬＥＤ３３から近い部分での透光性カバー６０から透過する光の光束密度を下げ、離れた部分に到達する光量を増やしている。また、ＬＥＤ３３から、遠ざかるにつれ（光束密度が低くなるにつれ）透光性カバー６０を透過する光を多くすることで、透光性カバー６０を透過する光の光束密度がＬＥＤ３３（基板３２）からの距離にかかわらずより高度に均斉化することが可能である。
　なお、照明装置Ｃを天井に取り付ける場合、平板部６１に二点鎖線で示すような、円形の貫通孔６１０を形成しておき、天井に配置されるコネクタをその６１０を貫通し、平板部６１を固定するようにしてもよい。なお、照明装置Ｂとして長方形状のものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、正方形状であってもよく、あるいは、四角以外の多角形状であってもよい。
（第４の実施形態）
　本発明の照明装置は光出射面より面状光を出射するものであることから、液晶表示装置のバックライトとしても利用可能である。
　以下に本発明の照明装置を液晶表示装置のバックライトとして利用している例について、図面を参照して説明する。図１３は本発明にかかる液晶表示装置の一例を示す分解斜視図である。
　図１３に示すように、液晶表示装置８は、液晶パネルユニット８１と、バックライトユニット８２とを備えている。液晶表示装置８は、バックライトユニット８２の前面側（観察者側）に液晶パネルユニット８１が配置され、液晶パネルユニット８１は前面側を中央部に開口窓８３０を備えた金属製のベゼル８３に押えられている。
　液晶パネルユニット８１は、液晶が封入された液晶パネル８１１と、液晶パネル８１１の前面（観察者側）及び背面（バックライトユニット１側）に貼り付けられた偏光板８１２とを有している。液晶パネル８１１は、アレイ基板と、アレイ基板８１３と対向して配置された対向基板８１４と、アレイ基板と対向基板との間に充填される液晶とを含んでいる。
　アレイ基板８１３には、互いに直交するソース配線及びゲート配線、ソース配線及びゲート配線に接続されたスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ）、スイッチング素子に接続された画素電極及び配向膜等が設けられている。そして、対向基板８１４には、赤、緑、青（ＲＧＢ）の各着色部が所定の配列で配置されたカラーフィルタ、共通電極、配向膜等が設けられている。
　液晶パネルユニット８１において、スイッチング素子が駆動されることで、液晶パネル８１１の各画素におけるアレイ基板８１３と対向基板８１４との間に電圧が印加される。アレイ基板８１３と対向基板８１４の間の電圧が変化することで、各画素での液晶が回転し、光が変調される（光の透過度合いが変更される）。これにより、液晶パネル８１１の観察者側の画像表示領域に画像を表示する。
　ベゼル８３は、金属製の枠体であり、液晶パネルユニット８１の前面の辺縁部分を覆う形状を有している。ベゼル８３は、液晶パネルユニット８１の映像表示領域が隠れないように形成された矩形の開口窓８３０と、液晶パネルユニット８１を前面側から押える押え部８３１と、押え部８３１の辺縁部より背面側に突出し、液晶パネルユニット８１及びバックライトユニット８２の辺縁部を覆うカバー部８３２とを備えている。ベゼル８３は接地されており、液晶パネルユニット８１及びバックライトユニット８２をシールドしている。
　バックライトユニット８２は、液晶パネルユニット８１に面状光を照射する照明装置である。バックライトユニット８２は、上述の第１の実施形態に示した照明装置と同等の構造を有している。すなわち、シャーシ１と対応する長方形状の底面を有するバックライトシャーシ８２１と、透光性カバー６０に対応するバックライトカバー８２２と、発光部３に対応する光源ユニット８２３とを有している。そして、図示は省略しているが制御回路部は底面の裏側の面に取り付け配置されている。バックライトユニット８２の構造は、実質上、照明装置Ｃと同じ構造を有している。
　このような、バックライトユニット８２では、エッジライト方式のバックライトと同様に、側面から光を照射する構成であるにもかかわらず、導光板及び光学シートを用いなくても、底面と対向する光出射面より輝度むらの少ない面状光を出射することができる。これにより、構成部材を減らすことが可能であり、小型・軽量化及び低コスト化を促進することが可能である。
　本実施形態に示した液晶表示装置は、例えば、携帯電話、タブレット型ＰＣ、家庭用電気製品の表示装置、テレビジョン受像機等に採用することが可能である。
　上述の各実施形態において照明装置として、シーリングランプや液晶表示装置のバックライトをあげているが、これら以外にも、電飾看板等の背面から照明する背面型の照明装置としても利用することも可能である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
　本発明にかかる照明装置は、輝度むらの少ない光を出射するので居室等の天井に取り付けられ、全体に光を照射する照明器具や液晶表示装置のバックライトとして利用することが可能である。
１　シャーシ
２　　駆動制御部
２０　絶縁シート
２１　回路基板
２２　支持部
２３　支持部
３　発光部
３１　取付用アングル
３１１　平板部
３１２　固定部
３１３　保持部
３２　基板
３３　ＬＥＤ
４　透光性カバー
４０　光変調部
４０１ａ、４０２ａ、４０３ａ、４０４ａ　光変調部
４１　プリズム
６　シャーシ
６０　透光性カバー
６０１、６０２、６０３、６０４　光変調部
８　液晶表示装置
８１　液晶パネルユニット８１
８２　バックライトユニット
８３　べセル

Claims (13)

  1. 　光出射面と対向する反射部を備える筐体と、
    　ＬＥＤが実装され、前記ＬＥＤが前記光出射面に沿う方向に光を出射するように前記筐体に取り付けられた基板と、
    　前記光出射面を覆うように前記筐体に取り付けられ、透光性を有する透光性カバーとを備えており、
    　前記透光性カバーが、前記反射部と対向する面の少なくとも前記ＬＥＤに近接した領域に、照射された光の一部を前記反射部に向けて反射し、透光性カバーを透過する光の光量を調整する光変調部を備えていることを特徴とする照明装置。
  2. 　前記光変調部が入射した光を乱反射させる光学素子を備えている請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記光学素子は少なくとも凸形状のプリズムを含んでおり、
    　前記光変調部が複数個の前記光学素子を配列して形成されている請求項２に記載の照明装置。
  4. 　前記光学素子は少なくとも凹形状のプリズムを含んでおり、
    　前記光変調部が複数個の前記光学素子を配列して形成されている請求項２又は請求項３の照明装置。
  5. 　前記透光性カバーが前記ＬＥＤからの距離によって複数個の領域に分けられており、
    　各領域には、前記光学素子の密度が異なる光変調部が形成されている請求項３又は請求項４に記載の照明装置。
  6. 　前記複数個の領域の境界が前記透光性カバーの形状に合わせて設定されている請求項５に記載の照明装置。
  7. 　前記複数個の領域の境界は基板が配置されている形状に合わせて設定されている請求項５に記載の照明装置。
  8. 　前記光変調部が前記ＬＥＤからの距離が遠くなるほど前記光学素子の密度が低くなるように、前記光学素子を配列して形成されている請求項２から請求項７のいずれかに記載の照明装置。
  9. 　前記ＬＥＤが実装された基板が、前記筐体の中央部に配置された多角形状の筒状に形成された取付部の外面側に取り付けられ、前記筐体及び前記透光性カバーが平面視円形状である請求項１から請求項８のいずれかに記載の照明装置。
  10. 　前記筐体が四角形の平板部を有し、前記平板部の少なくとも一辺より突出した壁体に、前記基板が取り付けられている請求項１から請求項８のいずれかに記載の照明装置。
  11. 　請求項１０に記載の照明装置を用いたバックライト。
  12. 　請求項１１に記載のバックライトを備えた液晶表示装置。
  13. 　請求項１２に記載の液晶表示装置を備えたテレビジョン受像機。
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