WO2013132539A1 - 照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 - Google Patents

照明装置およびそれを用いた液晶表示装置 Download PDF

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WO2013132539A1
WO2013132539A1 PCT/JP2012/001619 JP2012001619W WO2013132539A1 WO 2013132539 A1 WO2013132539 A1 WO 2013132539A1 JP 2012001619 W JP2012001619 W JP 2012001619W WO 2013132539 A1 WO2013132539 A1 WO 2013132539A1
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light
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reflecting
reflection
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誠治 村田
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日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
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    • G02F1/133615Edge-illuminating devices, i.e. illuminating from the side

Definitions

  • the present invention relates to an illumination device used as a backlight for indoor illumination, outdoor illumination, or a liquid crystal display device.
  • Patent Document 1 As a background art in this technical field, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
  • a light source such as an LED is disposed on one or both ends of a liquid crystal panel, and a sidelight type backlight that irradiates a liquid crystal panel by converting emitted light from the light source into a planar light source by a light guide plate.
  • the configuration is described.
  • the backlight included in the video display device is taken as an example, but the same technique can be used for the illumination device.
  • Patent Document 1 describes a sidelight type backlight.
  • the sidelight type backlight unit includes a light guide plate for guiding light to emit light, a diffuser plate for equalizing the luminance on the light emitting surface, and various optical sheets for further improving the luminance of the light. It has a lot of optical parts.
  • the light from a light source is absorbed inside a light-guide plate, and light is also absorbed by a diffuser plate or an optical sheet. For this reason, the configuration according to the related art has a problem that the utilization efficiency of light from the light source is reduced.
  • the present invention provides an illumination device that reduces the number of optical components such as a light guide plate and improves the light utilization efficiency.
  • the present invention is characterized by the configuration described in the claims.
  • the illumination device includes a light source, a light source substrate on which the light source is mounted, a curved first reflecting portion, and a flat plate-like second reflecting portion, and the light emission direction of the light source is
  • the light source is mounted on the light source substrate so as to be parallel to the light source mounting surface of the light source substrate, and the first reflecting portion is coupled to the light source substrate or the second reflecting portion, and A reflection surface is provided on the inner surface, and a cross section perpendicular to the reflection surface of the first reflection portion and parallel to the light emission direction of the light source covers the upper and rear surfaces of the light source and emits light from the light source.
  • the second reflection part is provided with a reflection surface on the surface thereof, and is curved to face the opening in the direction, and reflects the light from the light source. Coupled to reflect light from the first reflector and the light source, Characterized by being configured to illuminate the second light reflected by the reflecting surface of the reflecting portion of the illuminating light.
  • FIG. 1A shows an overhead view of the lighting apparatus according to the first embodiment
  • FIG. 1B shows a sectional view of the lighting apparatus according to the first embodiment as viewed from the side.
  • a light source 3 such as an LED (light emitting diode), a light source circuit 4 for mounting the light source 3 and supplying power to the light source 3, and disposed near the light source 3, an upper portion of the light source 3 and It has the 1st reflective part 1 formed so that the back surface (surface on the opposite side to the light emission surface of the light source 3) might be covered, and the flat 2nd reflective part 2 arrange
  • a chassis is also provided for mounting and holding these elements.
  • the material of the chassis is made of, for example, a metal such as aluminum, iron, or an alloy, or a plastic material such as PET, and these materials are appropriately selected based on required rigidity and strength.
  • the light source 3 is, for example, a side-view type white LED that emits white light in a direction substantially parallel to the electrode surface, that is, has a peak luminance in a direction substantially parallel to the electrode surface.
  • This side view type white LED emits light in a direction substantially parallel to the light source mounting surface of the light source substrate 4, that is, the light source so that the optical axis of the LED is substantially parallel to the light source mounting surface of the light source substrate 4.
  • the light emission direction of the light source 3 is from left to right on the paper surface.
  • an LED is used as the light source 3, but an LD (laser diode) can be used.
  • a plurality of light sources having different emission colors such as RGB may be combined. If it is this structure, the color of the illumination light of an illuminating device can be adjusted.
  • a side-view type LED is used as the LED.
  • a top-view type LED that emits light in a direction substantially orthogonal to the electrode surface, that is, has a peak luminance in a direction substantially orthogonal to the electrode surface. It may be used. The direction of peak luminance of the LED affects the optical performance of the lighting device.
  • the light emission direction of the LED is configured to be orthogonal to the emission direction of the illumination light of the illumination device.
  • the side view type LED if the LED is directly mounted on the light source substrate 4, the light emission direction of the LED can be made orthogonal to the emission direction of the illumination light of the illumination device.
  • top-view type LED for example, an L-shaped substrate having a portion bent in a direction perpendicular to the mounting surface of the light source substrate 4 is provided on the light source substrate 4, and the L-shaped substrate is bent. What is necessary is just to mount top view type LED in a part.
  • the light source substrate 4 has, for example, a rectangular shape whose longitudinal direction is a direction orthogonal to the light emission direction of the LED, and has a wiring for supplying power to the light source 3.
  • a plurality of (for example, 5 to 10) light sources 3 are arranged along the longitudinal direction of the light source substrate 4, and power is distributed to each light source 3. It is desirable that the LED mounting surface of the light source substrate 4 has reflectivity so that it does not absorb light from the LED and can be used as emitted light from the lighting device. Therefore, a reflective white coating is applied to the LED mounting surface of the light source substrate 4. Instead of this, a reflection sheet may be arranged on the LED mounting surface of the light source substrate 4.
  • the light source substrate 4 In order to give the light source substrate 4 not only reflectivity but also diffusibility, it is preferable to form minute irregularities on the white paint or the reflection sheet. In this way, since the light incident on the LED mounting surface of the source substrate 4 is reflected while being diffused, it is possible to emit light over a wide range while improving uniformity.
  • the lighting device includes a power source (not shown) for supplying power to the light source 3.
  • a power source drive unit for supplying power from the power source to the plurality of light sources 3 and adjusting power supplied to the light sources 3 is provided. May be implemented.
  • the light source driving unit may be provided on a circuit board different from the light source board 4.
  • the first reflecting portion 1 is formed, for example, by bending a thin plate-like member, and a reflecting surface is provided on the inner surface in order to reflect light from the light source 3.
  • One end of the first reflection portion 1 is coupled to the end portion of the light source substrate 4 or the second reflection portion 2 by, for example, an adhesive.
  • the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the reflection surface of the first reflection unit 1 and parallel to the light emission direction of the light source 3 covers the upper and rear surfaces of the light source 3 and emits light from the light source 3 as shown in the figure. It is curved so as to face the opening in the direction (the direction of the second reflecting portion 2).
  • This curved shape is, for example, a shape that is the same as or close to a part of a parabola or a part of an ellipse.
  • it is assumed that it is an ellipse.
  • the light source 3 is disposed in the vicinity of one of the two focal points of the ellipse, and the surface of the second reflecting portion 2 is disposed on the other focal point.
  • the light emitted from the light emission surface (right side of the paper) of the light source 3 and the light transmitted or leaked through the package on the top, back and side surfaces of the light source 3 by the reflection surface provided on the inner surface of the first reflection unit 1 Are reflected and guided in the opening direction of the first reflecting portion 1 and the direction of the second reflecting portion 2.
  • the first reflecting portion 1 is made of a material having light reflectivity, for example, a metal such as aluminum, and its surface is polished to form a mirror. May be.
  • a resin base material such as PMMA or polycarbonate in which a reflective film is formed by metal vapor deposition may be used.
  • a dielectric multilayer film designed to have reflectivity on the inner surface of the first reflecting portion 1 as a reflecting surface.
  • this reflective surface may have a part or some light transmittance.
  • the second reflecting portion 2 has a flat plate shape and is disposed in the light emitting direction of the first reflecting portion 1 and the light source substrate 4.
  • the second reflecting portion 2 is provided with a reflecting surface on the surface (the upper surface of the paper) in order to reflect the light incident thereon.
  • the reflection surface of the second reflection unit 2 can be provided in the same manner as the reflection surface of the first reflection unit 1, but unlike the reflection surface of the first reflection unit 1, for example, by roughening or the like.
  • a function to diffuse light is added. That is, the surface of the second reflecting portion 2 has diffuse reflectivity. For this reason, the light incident on the reflecting surface of the second reflecting portion 2 is reflected while being diffused.
  • the diffusing function on the reflecting surface of the second reflecting portion 2 may be imparted, for example, by forming a minute dot pattern having diffusibility on the reflecting surface.
  • a diffusive dot pattern is provided by, for example, ink printing or laser processing, and the density and area change according to the position from the light source 3 (for example, the density and / or area increases as the distance from the light source 3 increases). Also good. Thereby, it becomes possible to improve the uniformity of the spatial brightness of the light reflected by the reflecting surface of the second reflecting portion 2. If necessary, the reflecting surface of the first reflecting portion 1 may have a similar diffusing function.
  • the light source side end of the second reflecting portion 2 is connected to the light emission side end of the light source substrate 4. Instead, a hole into which the light source 3 is inserted is provided in the second reflecting portion 2, and the light source 3 mounted on the light source substrate 4 is inserted from the back side of the second reflecting portion 2, whereby the light source
  • the light source mounting surface of the substrate 4 may be covered with the second reflecting portion 2.
  • the light source substrate 4 and the back surface of the second reflecting portion 2 may be bonded together with, for example, an adhesive or a double-sided tape.
  • Such a configuration is preferable because it is not necessary to provide the light source substrate 4 with a white paint or a reflection sheet as described above, and the connection or coupling between the light source substrate 4 and the second reflection portion 2 is facilitated.
  • a part of the light reflected by the first reflecting portion 1 is indicated by a broken line in FIG.
  • the light reflected by the first reflection unit 1 reaches the second reflection unit 2 and is orthogonal to the reflection surface by the reflection surface provided on the surface of the second reflection unit 2. Reflected while diffusing in the direction.
  • the light that reaches the reflection surface of the second reflection unit 2 directly from the light source 3 is diffusely reflected by the reflection surface of the second reflection unit 2.
  • This diffuse reflected light is used as illumination light of the illumination device according to the present embodiment. That is, the reflection surface of the second reflection unit 2 is an irradiation surface to which the illumination light of the illumination device according to the present embodiment is irradiated.
  • the light emission range from the first reflection unit 1 is limited to be narrow, and direct light from the light source 3 can be prevented from being emitted to the user of the lighting device.
  • the light beam incident on the second reflecting portion 2 is reflected by the reflecting surface of the second reflecting portion 2 and can be used as illumination light of the lighting device. Therefore, when the reflecting surface of the second reflecting portion 2 has sufficient diffuse reflectivity, it is possible to provide an illumination device that emits light when viewed from any direction.
  • the cross-sectional shape of the first reflecting portion 1 is not an ellipse but a shape that is the same as or close to a part of a parabola, the light reflected by the first reflecting portion 1 is reflected by the second reflecting portion 2.
  • the light is emitted substantially parallel to the reflecting surface.
  • the first reflecting portion 1 and the second reflecting portion 2 are separate members, but they may be integrally formed as a single member. In this way, it is possible to reduce the number of parts and the process for combining them, and to eliminate assembly errors when assembling the lighting device.
  • a light control function capable of controlling the light intensity from the light source 3 in accordance with a user instruction may be provided.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the illumination device according to the first embodiment as viewed from the side.
  • the first reflecting portion 1 since a curved thin plate member is used as the first reflecting portion 1, there is a space between the first reflecting portion 1 and the light source substrate 4 or the second reflecting portion 2.
  • the lens 1b has a curved surface 11 whose upper surface is the same as that of the first reflecting portion 1, and the curvature of the lens 1b depends on the refractive index of the lens 1b and the light from the light source 3.
  • the light from the light source 3 set according to the incident angle is set to totally reflect.
  • the reflecting function is realized by the curved surface 11 of the lens 1b instead of the reflecting surface provided on the inner surface.
  • a plurality of holes or grooves for inserting or storing the light source 3 at a position corresponding to the mounting position of the light source 3 on the bottom surface of the lens 1b (the surface facing the light source substrate 4 or the second reflecting portion 2). 12 are formed.
  • the lens 1 b is arranged around the light source 3. At this time, the lens 1b is coupled to the light source substrate 4 or the second reflecting portion 2 by a transparent adhesive. Then, of the light from the light source 3, the light that reaches the curved surface of the lens 1 b is totally reflected by the curved surface 11 and emitted from the emission surface 13 as shown in FIG. 2, and is guided to the second reflecting portion 2 side. It is burned.
  • the subsequent optical action is the same as in the example described above.
  • the lens 1b When the lens 1b is used as the first reflecting portion 1, for example, a fine pattern processing on the surface of the curved surface 11, or reflectivity or transparency is adjusted according to target luminance unevenness or light distribution.
  • An ink print pattern may be provided.
  • corrugation comprised by a minute polygon may be provided in the output surface 13 of the lens 1b, and minute lens-like unevenness
  • corrugation may be provided.
  • the uneven distribution and the density of the ink print pattern may be changed depending on the position of the lens 1b. These irregularities and patterns may have predetermined regularity in one or two dimensions.
  • the cross-sectional outer shape of the curved surface 11 of the lens 1b can be made to be the same or approximate to a part of an ellipse or a part of a parabola as necessary. Which is adopted can be appropriately selected depending on the size of the irradiation surface of the illumination device.
  • the lens 1b and the second reflecting portion 2 may be integrally molded with a transparent resin such as PMMA.
  • a reflective surface is formed on the surface of the second reflective portion 2 by metal vapor deposition, a dielectric multilayer film, or the like.
  • a diffusive dot pattern may be provided on the reflecting surface.
  • the rigidity and strength of the lighting device can be increased while obtaining the effects of the first embodiment.
  • FIG. 3A shows an overhead view of the lighting apparatus according to the third embodiment
  • FIG. 3B shows a cross-sectional view of the lighting apparatus according to the third embodiment as viewed from the side.
  • This embodiment is characterized in that a light transmission region 30 is provided in a part of the curved or curved surface portion of the first reflecting portion 1.
  • the light transmission region 30 has a horizontally long rectangular shape extending in a direction orthogonal to the light emission direction of the light source 3 as shown in the figure.
  • the light transmission region 30 is formed by a hole (opening) if the first reflecting portion 1 is a thin plate member. If the thin plate-like member is transparent, it is formed by masking so as not to provide a reflective material in the light transmission region 30.
  • the first reflecting portion 1 is the lens 1b as in the second embodiment, the light transmitting region 30 is subjected to a diffusion process with fine unevenness so that the total reflection condition is not satisfied in the light transmitting region 30. It is formed.
  • the light transmission region 30 is provided in the first reflection unit 1 as described above, the light from the light source 3 and the light source substrate 4 or the second reflection unit 2 are reflected as shown in FIG. A part of the light is transmitted to the outside through the light transmission region 30 and emitted. Therefore, according to the structure of a present Example, since the transmitted light from the 1st reflection part 1 can be utilized with the 2nd reflection part 2 as an irradiation surface of an illumination apparatus, when it sees from a user, an illumination apparatus The light emitting area increases.
  • the illuminating device which can illuminate in a wide range can be provided.
  • Only one light transmission region 30 is provided in the first reflection unit 1 in the example of FIG. 3, but a plurality (two in the example of FIG. 4) may be provided as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, for example, a plurality of light transmission regions 31 configured by arranging, for example, oval or oval small light transmission regions in a line may be arranged along the curved surface of the first reflecting portion 1.
  • the small light transmission region is not limited to an ellipse or an ellipse, but may be a circle, a square, a rectangle, or other polygons. Further, the arrangement of the small light transmission region and the light transmission region 31 is not limited to the illustrated one, and various arrangements are applied.
  • the number of light transmission regions may be increased as shown in FIGS.
  • FIG. 6A shows an overhead view of the lighting apparatus according to the fourth embodiment
  • FIG. 6B shows a cross-sectional view of the lighting apparatus according to the fourth embodiment as viewed from the side.
  • the present embodiment is characterized in that the second reflecting portion 21 is provided with a concave surface 22 that is curved with the concave portion directed in the irradiation direction (upward on the paper surface).
  • the first reflecting portion 1 shown in FIG. 4 is used.
  • the first reflecting portion 1 is not limited to this, and the one shown in FIGS. 1, 2, 3, and 5 can be used similarly.
  • the concave surface 22 of the second reflecting portion 21 is inclined downward (opposite to the light irradiation direction) from the vicinity of the light source 3, and this inclination angle gradually decreases.
  • a curved surface is formed such that the inclination angle gradually increases with a certain position as the apex. If comprised in this way, the light which injects into the reflective surface of the 2nd reflection part 21 in the vicinity of the light emission surface of the light source 3 can be diffusely reflected by the concave surface 22 in a wide range, The spatial brightness uniformity of light is increased.
  • the shape of the second reflecting portion 21 shown in FIG. 6 is an example for improving the luminance uniformity so that a desired luminance distribution can be obtained by adjusting the position of the curved surface vertex and the position of the inflection point. You may adjust.
  • FIG. 7 shows an overhead view of the lighting apparatus according to the fifth embodiment.
  • This embodiment is characterized in that a plurality of lighting devices according to any of the first to fourth embodiments are provided, and the light emission characteristics of each lighting device can be controlled.
  • FIG. 7 shows an example in which the lighting device shown in FIG. 5 is applied, but it goes without saying that any of the lighting devices shown in FIGS. 1 to 4 and 6 may be applied.
  • the illumination device is a combination of the first reflection unit 1, the second reflection unit 2, the light source 3, and the light source substrate 4 (these are not shown in FIG. 7).
  • Illumination devices (hereinafter referred to as “unit illumination devices”) 100 are two-dimensionally arranged. In this example, a total of six unit lighting devices 100, two in the light emission direction of the light source and three in the direction orthogonal to the light emission direction, are combined.
  • An optical element 5 common to the unit lighting device 100 is provided on the irradiation side of the lighting device of the present embodiment.
  • the optical element 5 is a sheet-like member for adjusting optical characteristics, for example.
  • An image display element such as a liquid crystal panel may be disposed on the light emitting side of the optical element 5.
  • the optical element 5 for example, one of a highly rigid diffusion plate, a diffusion sheet having a lower rigidity than the diffusion plate, a brightness enhancement film, a polarization selective reflection sheet, or any combination thereof can be used.
  • a diffusing plate or a diffusing sheet it is possible to widen the distribution of illumination light and the viewing angle characteristics, and to improve spatial luminance uniformity.
  • a brightness enhancement film when disposed as the optical element 5, the front brightness of the lighting device can be increased, and a lighting device with high direct illumination can be provided even if the light distribution is narrow.
  • a prism sheet provided with a fine prism pattern, a microlens sheet having a plurality of fine lenses, or the like can be used.
  • a polarization-selective reflection sheet is used as the optical element 5, the selected polarized light beam is reflected and returned to the second reflection unit 2.
  • the polarized light orthogonal to the certain polarized light passes through the polarization-selective reflection sheet and becomes irradiation light of the illumination device.
  • the light beam returned to the second reflection unit 2 by the polarization selective reflection sheet is reflected by the reflection surface of the second reflection unit 2 toward the polarization selection reflection sheet, and the same phenomenon as described above occurs again.
  • illumination light with uniform polarization can be obtained from the polarization-selective reflection sheet, and can be used as a backlight for irradiating light from the back surface of the liquid crystal panel. Therefore, according to the present embodiment, a highly efficient backlight unit can be provided.
  • the polarization selective sheet for example, a dielectric multilayer film can be used.
  • the irradiation surface of the lighting device is divided into a plurality of regions corresponding to the irradiation surfaces of the unit lighting devices 100.
  • strength of the illumination light of an illuminating device can be adjusted or controlled for every said area
  • the video display device includes a video signal processing unit that processes a video signal supplied to the liquid crystal panel, a power source that supplies power to the liquid crystal panel and the light source, and power to the light source 3 of each unit lighting device 100.
  • a light source control unit for individually controlling the light source.
  • the video signal to be displayed is analyzed by the video processing circuit, and the power supplied to the light source of each unit lighting device 100 is controlled by the light source control unit according to the spatial luminance distribution of the displayed video. This makes it possible to perform so-called area control in which the light emission luminance is controlled for each region in accordance with the spatial luminance distribution of the video.
  • the power to the light source of the unit lighting device 100 corresponding to the dark area of the video is reduced to reduce or reduce the light emission intensity of the unit lighting device 100.
  • the contrast of the video can be improved, and further the power consumption of the lighting device can be reduced.
  • the light source 3 a light source having two or more types of emission spectra may be used in combination.
  • the light source 3 side surface facing the first reflection surface 1 is the light source mounting surface of the light source substrate 4
  • the light source mounting surface has a specular reflectivity
  • the light beam is regularly reflected by the light source mounting surface of the light source substrate 4.
  • the specularly reflected light beam is a strong light beam that reaches far from the light source 3 as compared with the case where the light source substrate 4 has scattering properties. That is, more light rays from the light source 3 can be guided farther away. Even if the user looks into the vicinity of the light source substrate 4, it cannot be confirmed that the light source substrate 4 emits light unless the virtual image of the light source 3 is visible.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • the present invention can be used as a backlight for an indoor lighting device or a liquid crystal display device, and is particularly useful for improving the light use efficiency from a light source.
  • SYMBOLS 1 ... 1st reflection part, 2, 21 ... 2nd reflection part, 3 ... Light source, 4 ... Light source board, 5 ... Irradiation surface 1b ... Lens, 11 ... Curved surface of lens 1b, 12 ... Hole of lens 1b, 13 ... exiting surface of lens 1b, 22 ... concave surface, 30, 31 ... light transmission region, 100 ... unit lighting device.

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Abstract

 光源からの光の利用効率を向上させた照明装置を提供する。 本発明に係る照明装置は、光源3、該光源が実装される光源基板4、湾曲された第一の反射部1、及び平板状の第二の反射部2を備える。光源3は、該光源3の光放出方向が光源基板4の光源実装面と平行になるように光源基板4に実装されている。第一の反射部1は、その内面に反射面が設けられており、光源3の上部及び背面を覆い、かつ光源3の光放出方向に開口を向くように湾曲されており、光源からの光を反射して開口へ向けて出射する。第二の反射部2は、その表面に反射面が設けられ、第一の反射部1及び光源3からの光を反射して照明装置の照明光を得る。

Description

照明装置およびそれを用いた液晶表示装置
 本発明は、室内照明、屋外照明、又は液晶表示装置のバックライトとして用いられる照明装置に関する。
 本技術分野の背景技術として、例えば特許文献1に記載のものが知られている。この公報には、液晶パネルの一端側もしくは両端側にLED等の光源を配置し、光源からの出射光を導光板によって面状光源に変換して液晶パネルを照射するサイドライト方式のバックライトの構成が記載されている。上記では映像表示装置が備えるバックライトを例に挙げたが、照明装置に関しても同様の技術を用いることができる。
特開2008-103162号公報
 前記特許文献1には、サイドライト方式のバックライトが記載されている。サイドライト方式のバックライトユニットは、光を導き、面発光させるための導光板と、発光面上の輝度を均一化させるための拡散板と、更に光の輝度を向上させるための各種光学シートなどの多くの光学部品を有して構成されている。前記構成では、導光板の内部で光源からの光が吸収され、また拡散板や光学シートでも光が吸収される。このため、上記従来に係る構成は光源からの光の利用効率が低下する課題があった。
 本発明は、上記課題に鑑み、導光板等の光学部品の使用数を低減して光の利用効率を向上せしめた照明装置を提供するものである。
 本発明は、特許請求の範囲に記載された構成を特徴とする。
 本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、以下の通りである。すなわち本発明に係る照明装置は、光源と、該光源が実装される光源基板と、湾曲された第一の反射部と、平板状の第二の反射部を備え、前記光源の光放出方向が前記光源基板の光源実装面と平行になるように前記光源が前記光源基板に実装されており、前記第一の反射部は、前記光源基板又は前記第二の反射部と結合されており、その内面に反射面が設けられており、該第一の反射部の前記反射面と直交しかつ光源の光放出方向と平行な断面が、前記光源の上部及び背面を覆い、かつ前記光源の光放出方向に開口を向くように湾曲されており、前記光源からの光を反射して前記開口へ向けて出射し、前記第二の反射部は、その表面に反射面が設けられ、前記光源基板と結合されており、前記第一の反射部及び前記光源からの光を反射し、前記第二の反射部の反射面で反射された光を照明光として照射するように構成したことを特徴とする。
 本発明によれば、光の利用効率の高い照明装置を提供することができる。
 上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
第1実施例に係る照明装置の一例を示す図。 第2実施例に係る照明装置の一例を示す図。 第3実施例に係る照明装置の一例を示す図。 第3実施例に係る照明装置の他の例を示す図。 第3実施例に係る照明装置の他の例を示す図。 第4実施例に係る照明装置の一例を示す図。 第5実施例に係る照明装置の一例を示す図。
 以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
 図1(a)及び(b)を参照して本発明の第1実施例の構成を説明する。図1(a)は第1実施例に係る照明装置の俯瞰図を示し、図1(b)は第1実施例に係る照明装置を側面から見た断面図を示している。
 本実施例は、例えばLED(発光ダイオード)等の光源3と、光源3が実装され、且つ光源3に電力を供給するための光源回路4と、光源3近傍に配置され、光源3の上部及び背面(光源3の光放出面と反対側の面)を覆うように形成された第一の反射部1と、光源3の前方に配置された平板状の第二の反射部2を有している。さらに、図示しないが、これら要素を搭載して保持するためにシャーシも備えている。このシャーシの材質は、例えば、アルミニウムや鉄、合金などの金属、またはPETなどのプラスチック材料などで構成されており、これらの材質が必要な剛性や強度に基づいて適宜選択される。
 ここで、光源3は、例えば電極面とほぼ平行な方向に白色光を放出する、すなわち電極面とほぼ平行な方向にピーク輝度を有するサイドビュー型の白色LEDである。このサイドビュー型の白色LEDを、光源基板4の光源実装面と略平行な方向に光を放出するように、すなわちLEDの光軸が光源基板4の光源実装面と略平行となるように光源基板4に実装される。図1の例では、光源3の光出射方向は紙面左から右になる。
 本実施例では、光源3としてLEDを用いているが、LD(レーザダイオード)を利用することが可能である。光源3としてLEDやLDを用いる場合、例えばRGB等の発光色が異なる光源を複数組み合わせて構成していてもよい。この構成であれば、照明装置の照明光の色を調整することができる。また本実施例では、LEDとしてサイドビュー型LEDを用いているが、電極面とほぼ直交する方向に光を放出する、つまり電極面とほぼ直交する方向にピーク輝度を有するトップビュー型のLEDを用いてもよい。LEDが有するピーク輝度の方向は照明装置の光学性能に影響を与える。例えば、照明装置の厚さを増大させず照明光の照度の空間的な均一化を図るためには、LEDの出射光が照明装置の照明光として外部に直接出射されることを防いだ方が望ましい。そのためには、LEDの光放出方向は、照明装置の照明光の出射方向に対してが直交するように構成したほうが好ましい。サイドビュー型のLEDを用いる場合は、LEDを直接光源基板4に実装すれば、照明装置の照明光の出射方向に対してLEDの光放出方向を直交させることができる。トップビュー型のLEDを用いる場合は、例えば、光源基板4の実装面に対して垂直方向に折り曲げられた部分を有するL字状の基板を光源基板4に設け、このL字状の基板の折り曲げ部にトップビュー型LEDを実装すればよい。
 光源基板4は、例えばLEDの光放出方向と直交する方向を長手方向とした長方形状を為しており、光源3に電力を投入するための配線を有している。光源3は光源基板4の長手方向に沿って複数個(例えば5個~10個)配列されており、各光源3に電力が分配される。光源基板4のLED実装面は、LEDからの光線を吸収せず照明装置の出射光として利用できるように、反射性を有していることが望ましい。そのために、光源基板4のLED実装面に反射性を持つ白色塗装を施しておく。これに代えて、光源基板4のLED実装面に反射シートを配置してもよい。光源基板4に反射性のみならず拡散性も与えるように、上記白色塗装や反射シートに微小な凹凸を形成することが好ましい。このようにすれば、源基板4のLED実装面に入射された光は拡散しながら反射されるので、均一性を向上させながら広範囲に光を出射させることが可能となる。
 本実施例に係る照明装置は、光源3に電力を投入するための電源(図示せず)を備えている。光源基板4の背面(LED実装面とは反対側の面)には、上記電源からの電力を複数の光源3に供給するとともに、光源3への供給電力を調整するための図示しない光源駆動部を実装してもよい。該光源駆動部は、光源基板4とは別の回路基板に設けてもよい。
 第一の反射部1は、例えば薄板状の部材を湾曲して形成されており、光源3からの光を反射するために、その内面に反射面が設けられている。第一の反射部1の一端は、例えば接着剤等により光源基板4または第二の反射部2の端部と結合されている。第一の反射部1の反射面と直交し、且つ光源3の光放出方向と平行な方向の断面形状は、図示されるように、光源3の上部及び背面を覆い、かつ光源3の光放出方向(第二の反射部2の方向)へ開口を向くように湾曲されている。この湾曲形状は、例えば放物線の一部または楕円の一部と同じ或いは近似する形状とされている。ここでは、楕円であるものとする。楕円の場合は、その楕円の2つの焦点のうち、一方の焦点の近傍に光源3を配置し、他方の焦点上に第2の反射部2の表面を配置する。第一の反射部1の内面に設けられた反射面によって、光源3の光放出面(紙面右側)から放出された光、及び光源3の上面、背面、側面のパッケージを透過若しくは漏れ出た光が反射され、第一の反射部1の開口方向及び第二の反射部2の方向へ導かれる。
 第一の反射部1の内面に反射面を設けるために、第一の反射部1を光の反射性を有する材質、例えばアルミニウムなどの金属で構成し、その表面を研磨してミラーを形成してもよい。これに代えて、PMMA、ポリカーボネートなどの樹脂性の基材に金属蒸着で反射膜を形成したものを利用してもよい。この他にも、反射性を持つように設計された誘電体多層膜を第一の反射部1の内面に設けて反射面とすることも可能である。また、かかる反射面は、一部或いは若干の光透過性を有していてもよい。
 第二の反射部2は、図示されるように、平板状を為し、かつ第一の反射部1及び光源基板4の光放出方向に配置されている。第二の反射部2は、それに入射した光を反射するために、その表面(紙面上側の面)に反射面が設けられている。この第二の反射部2の反射面は、上記第1の反射部1の反射面と同様にして設けることができるが、第1の反射部1の反射面と異なり、例えば粗面加工等により光を拡散する機能が付加されている。すなわち第二の反射部2の表面は拡散反射性を有している。このため、第二の反射部2の反射面に入射した光は拡散されながら反射する。第二の反射部2の反射面における拡散機能は、例えば拡散性を有する微小なドットパターンを反射面に形成することで付与してもよい。かかる拡散性ドットパターンは、例えばインクの印刷やレーザ加工などで設けられ、光源3からの位置に応じて密度や面積が変化(例えば光源3から離れるに従い密度及び/又は面積が大きくなる)させてもよい。これにより、第2の反射部2の反射面で反射される光の空間的な輝度の均一性を改善することが可能となる。必要に応じ、第一の反射部1の反射面にも同様な拡散機能を持たせてもよい。
 第二の反射部2の光源側の端部は、光源基板4の光放出側端部と接続されている。これに代えて、第二の反射部2に光源3が挿入される孔を設けておき、第二の反射部2の背面側から光源基板4に実装された光源3を挿入することで、光源基板4の光源実装面を第二の反射部2で覆うようにしてもよい。このとき、光源基板4と第二の反射部2の背面をたとえば接着剤や両面テープで貼り合わせてもよい。このように構成すれば、上記のように光源基板4に白色塗装や反射シートを設ける必要が無く、また光源基板4と第二の反射部2との接続或いは結合が容易となるので好ましい。
 ここで、本実施例における光学的動作、作用について説明する。第一の反射部1で反射された光の一部を図1(b)において破線で示している。図示されるように、第一の反射部1で反射された光は第二の反射部2に到達し、第二の反射部2の表面に設けられた反射面によって、当該反射面と直交する方向に向けて拡散しながら反射される。光源3から直接第二の反射部2の反射面に到達した光も同様に、第二の反射部2の反射面で拡散反射される。この拡散反射光が本実施例に係る照明装置の照明光とされる。すなわち第二の反射部2の反射面が、本実施例に係る照明装置の照明光が照射される照射面とされる。
 上記の構成によれば、第一の反射部1からの光線の出射範囲は狭く制限され、照明装置の使用者へ光源3からの直接光を出射することを防ぐことが可能となる。また、第二の反射部2に入射した光線は、第二の反射部2の反射面で反射し、照明装置の照明光として利用することができる。よって、第二の反射部2の反射面が十分な拡散反射性を有している場合、どの方向から見ても面発光している照明装置を提供できる。また、光源3から第二の反射部2に到達するまでに、導光板のような体積を持つ光の吸収体が存在していないため、高い光利用効率を得ることが可能である。
 また、上記第一の反射部1の断面形状を楕円ではなく放物線の一部と同じ若しくは近似するような形状とすれば、第一の反射部1で反射された光線は第二の反射部2の反射面と略平行に出射される。これにより、ある光線について、第一の反射部1から第二の反射部2に到達する位置を遠くし、光源3が照射可能な第二の反射部2上の領域を広げることが可能である。つまり、このように構成すれば、発光面が大きく且つ薄型の照明装置を提供することが可能である。
 また、上述した例では第一の反射部1と第2の反射部2は別部材としているが、これらを一体成型して単一の部材としてもよい。このようにすれば、部品点数やこれらを結合するための工程を削減することができ、また照明装置組立時の組立誤差を排除することができる。
 このように、本実施例によれば、光の吸収作用を有する導光板を用いる必要が無いため、光源からの光の利用効率を向上させることができ、また照明装置の軽量化にも有利である。上記実施例において、光源3からの光強度をユーザの指示に応じて制御可能な調光機能を設けてもよいことは勿論である。
 次に図2を参照して本発明の第2実施例の構成を説明する。図2は第1実施例に係る照明装置を側面から見た断面図を示している。
 上記実施例1では、第一の反射部1として薄板状の部材を湾曲したものを用いているため、第一の反射部1と光源基板4または第二の反射部2との間は空間とされている。しかしながら、第一の反射部1として、例えば図2に示されるように、空気よりも屈折率が高い材質、例えばPMMAなどの透明樹脂により形成された中実のレンズ1bを用いてもよい。このレンズ1bは、図示されるように、その上面側が第一の反射部1と同様な湾曲された曲面11を有しており、その曲率は、レンズ1bの屈折率と光源3からの光の入射角に応じて設定された、光源3からの光を全反射するように設定されている。すなわち、この例は、内面に設けられた反射面に代えてレンズ1bの曲面11で反射機能を実現している。またレンズ1bの底面(光源基板4又は第二の反射部2と対向する面)の光源3の実装位置と対応する位置には、光源3が挿入或いは収納されるための、複数の孔又は溝12形成されている。
 このように構成されたレンズ1bの孔または溝12に光源基板4に実装された光源3を収納することで、レンズ1bを光源3の周辺に配置する。このとき、レンズ1bは、光源基板4又は第2の反射部2と透明な接着剤により結合される。そして、光源3からの光のうちレンズ1bの曲面に到達する光は、図2に示されるようにその曲面11で全反射して出射面13から出射し、第二の反射部2側へ導かれる。その後の光学的作用は上述した例と同様である。
 第一の反射部1としてレンズ1bを利用する場合は、例えば、目標とする輝度ムラや配光分布に応じて、その曲面11の表面に微細なパターン加工、もしくは反射性や透過性を調節するためのインクの印刷パターンが設けられてもよい。また、レンズ1bの出射面13に微小な多角形で構成されるプリズム状の凹凸を設けてもよいし、微小なレンズ状の凹凸を設けてもよい。このような構成であれば、レンズ1bの出射面から出射される光の空間的な輝度の均一性を改善することが可能となる。さらに、前記凹凸の分布やインクの印刷パターンの密度は、レンズ1bの位置によって変化させてもよい。これらの凹凸やパターンは、1次元もしくは2次元的に所定の規則性を有するものであってもよい。
 また、実施例2の実施例1と同様に、レンズ1bの曲面11の断面外形を必要に応じ楕円の一部又は放物線の一部と同じまたは近似した形状とすることができる。どちらを採用するかは、照明装置の照射面の大きさにより適宜選択することができる。また、レンズ1bと第二の反射部2とを、PMMA等の透明樹脂でを一体成型してもよい。この場合、第二の反射部2の表面には、金属蒸着や誘電体多層膜等で反射面を形成する。このとき、実施例1と同様に反射面に拡散性ドットパターンを設けてもよい。
 このように本実施例の構成によれば、照明装置の中空部分が無くなるので、実施例1の効果を得ながら照明装置の剛性や強度を高めることができる。
 次に図3(a)及び(b)を参照して本発明の第3実施例の構成を説明する。図3(a)は第3実施例に係る照明装置の俯瞰図を示し、図3(b)は第3実施例に係る照明装置を側面から見た断面図を示している。
 本実施例は、第一の反射部1の湾曲或いは曲面部分の一部に、光透過領域30を設けたことを特徴としている。この光透過領域30は、図示のように光源3の光放出方向と直交する方向に延びる横長の矩形状を為している。光透過領域30は、第一の反射部1が薄板状の部材であれば、孔(開口)により形成される。薄板状の部材が透明であれば、光透過領域30の部分には反射性の材質を設けないようにマスキングすることで形成される。また、第一の反射部1が実施例2のようにレンズ1bの場合は、光透過領域30で全反射条件が満足しないように、当該光透過領域30に微細な凹凸による拡散処理を施して形成される。
 上記のように第一の反射部1に光透過領域30を設ければ、図3(b)に示されるように、光源3からの光及び光源基板4または第二の反射部2で反射されたの一部が光透過領域30を介して外部へ透過し出射される。よって、本実施例の構成によれば、照明装置の照射面として、第二の反射部2とともに、第一の反射部1からの透過光を利用できるため、使用者から見たときに照明装置の発光領域が増加する。
 第一の反射部1の透過光がない場合、照明装置の第一の反射部1が存在している箇所から、使用者に到達する光線がないため、暗く見えてしまう。一方、本実施例のように光透過領域30を設けると第一の反射手段1が存在する位置からの照明光を得ることができる。このため、本実施例によれば、広範囲に照明することができる照明装置を提供できる。
 第一の反射部1に設けられる光透過領域30は、図3の例では1つのみ設けたが、図4に示されるように複数(図4の例では2つ)設けてもよい。また図5のように、例えば楕円又は長円形状の小光透過領域を一列上に並べて構成した光透過領域31を、第一の反射部1の曲面に沿って複数配列してもよい。小光透過領域は、楕円又は長円形状に限らず、円形、正方形、長方形、その他多角形状であってもよい。また小光透過領域や光透過領域31の配列も図示されるものに限らず、様々な配列が適用される。光透過領域を複数設けることにより、第二の反射部2への入射光量と、第一の反射部1を透過する光量の割合を調整可能とすることができる。例えば、第一の反射部1からの透過光量を増やしたい場合は図4、図5のように光透過領域の数を増加すればよい。
 このように、複数の光透過領域を細かく配置することによって第一の反射部1による反射光と透過光の比率を調節することが可能である。また、透過領域を細かく複数配置することによって、使用者が照明装置を目視したときに、光透過領域と反射部との境界を視認しにくくして、照明装置の全域が照射面として視認できる照明装置を提供することが可能である。
 次に図6(a)及び(b)を参照して本発明の第4実施例の構成を説明する。図6(a)は第4実施例に係る照明装置の俯瞰図を示し、図6(b)は第4実施例に係る照明装置を側面から見た断面図を示している。
 本実施例は、第2の反射部21に、照射方向(紙面上方向)に凹を向けて湾曲された凹面22設けたことを特徴とする。第1の反射部1は、本実施例では図4に示されたものを使用しているが、これに限らず、図1、図2、図3、図5ものも同様に使用できる。
 第二の反射部21の凹面22は、図6(b)に示されるように、光源3の近傍から下方(光の照射方向とは逆方向)に傾斜し、この傾斜角が徐々に小さくなって、ある位置を頂点として、それ以降は傾斜角が漸増するような曲面形状となっている。このように構成すれば、光源3の光放出面近傍に第二の反射部21の反射面に入射される光を凹面22で広範囲に拡散反射することができ、第二の反射部21からの光の空間的な輝度均一性が高まる。図6に示した第二の反射部21の形状は、輝度均一性を高めるための一例であって、曲面頂点の位置、変曲点の位置を調整して所望の輝度分布が得られるように調整してもよい。
 次に図7を参照して本発明の第5実施例の構成を説明する。図7は第5実施例に係る照明装置の俯瞰図を示している。
 本実施例は、第1の実施例から第4の実施例のいずれかの照明装置を複数備え、各照明装置の発光特性を制御できることを特徴としている。図7は、図5に示された照明装置を適用した例を示しているが、図1~4及び図6に示された照明装置のいずれかを適用してもよいことは言うまでもない。
 図7に示されように、本実施例に係る照明装置は、第一の反射部1、第二の反射部2、光源3及び光源基板4(これらは図7では図示せず)を組み合わせた照明装置(以下、これを「単位照明装置」と呼ぶ)100を、二次元的に配列して構成される。この例では、光源の光放出方向に2個、光放出方向と直交する方向に3個の計6個の単位照明装置100を組み合わせた構成となっている。本実施例の照明装置の照射側には、単位照明装置100に共通した光学素子5が設けられている。この光学素子5は、例えば光学特性を調整するためのシート状部材である。この光学素子5の光出射側に液晶パネルのような映像表示素子を配置してもよい。
 上記光学素子5として、例えば剛性の高い拡散板、拡散板よりも剛性の低い拡散シート、輝度向上フィルム、偏光選択性の反射シート等の1つ、或いはこれらの任意の組合せを用いることができる。拡散板または拡散シートを用いた場合、照明光の配光分布及び視野角度特性を広げ、空間的な輝度均一性を高くすることができる。
 また光学素子5として輝度向上フィルムを配置した場合、照明装置の正面輝度を高めることができ、配光分布が狭くても直下照度が高い照明装置を提供できる。輝度向上フィルムには、微細なプリズムパターンを設けたプリズムシートや、微細なレンズを複数有するマイクロレンズシートなどを用いることができる。
 また光学素子5として偏光選択性の反射シートを用いると、選択されたある偏光の光線は反射されて第二の反射部2に戻される。一方、当該ある偏光に直交する偏光は偏光選択性の反射シートを透過して照明装置の照射光となる。偏光選択性の反射シートによって第二の反射部2に戻された光線は第二の反射部2の反射面で偏光選択性の反射シートに向かって反射され、再び前記と同様の現象が起きる。その結果、偏光選択性の反射シートから偏光が揃った照明光を得ることができ、液晶パネルの背面から光を照射するためのバックライトとして利用することができる。よって、本実施例によれば、高効率なバックライトユニットを提供できる。上記偏光選択性のシートには、例えば誘電体多層膜を利用することができる。
 また本実施例では、複数の単位照明装置100を組み合わせているため、かかる照明装置の照射面は、各単位照明装置100の照射面に対応した複数の領域に分割される。そして、単位照明装置100毎に点灯や消灯、あるいは照明光の強度を制御することで、照明装置の照明光の強度を上記領域毎に調節或いは制御することができる。
 光学素子5の光出射側に液晶パネル設けると、映像表示装置を構成できる。かかる映像表示装置は、図示しないが、液晶パネルに供給される映像信号を処理する映像信号処理部と、液晶パネル及び光源に電力を供給する電源、及び各単位照明装置100の光源3への電力を個別に制御するための光源制御部を備える。かかる構成において、表示される映像信号を映像処理回路で解析し、表示映像の空間的な輝度分布に応じて、光源制御部により各単位照明装置100の光源に供給する電力を制御する。これにより、映像の空間的な輝度分布に応じて領域毎に発光輝度を制御する、いわゆるエリア制御を行うことが可能となる。例えば、映像の暗い領域に対応する単位照明装置100の光源への電力を低減して単位照明装置100の発光強度を減少又は0にする。このようにすれば、映像のコントラスト改善でき、更に照明装置の消費電力を低減することができる。さらに、光源3として、2種類以上の発光スペクトルを有する光源を組合せて使用してもよい。表示する映像に合わせて各色の光源の発光状態を制御することにより、コントラスト改善消費電力低減のほかに、表示映像の色合いを改善する効果がある。
 上記各実施例において、第一の反射面1に対向する光源3側の面が光源基板4の光源実装面であるとき、光源実装面に鏡面反射性を持たせれば、光源基板4に入射した光線は光源基板4の光源実装面で正反射する。この正反射した光線は、光源基板4が散乱性を持っている場合と比較して、光源3から遠方に到達する強い光線となる。すなわち、光源3からの光線をより多く遠くに導くことが可能となる。また、使用者がその光源基板4近傍を覗き込んだとしても、光源3の虚像が見える位置で無い限り、光源基板4が発光していることを確認できない。つまり、光源3近傍の強い発光を使用者の目に入れにくくする効果があり、グレア低減を図ることできる。第一の反射面1に対向する光源3側の面が第二の反射部2の反射面である場合でも、その第一の反射面1に対向する部分を正反射面とすれば、上述と同じ効果が得られる。
 なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、各実施例は適宜組合わせ可能であることは言うまでも無い。
 本発明は、室内の照明装置や液晶表示装置のバックライトとして利用でき、特に光源からの光の利用効率を向上させるのに有用である。
1…第一の反射部、2,21…第二の反射部、3…光源、4…光源基板、5…照射面1b…レンズ、11…レンズ1bの曲面、12…レンズ1bの孔、13…レンズ1bの出射面、22…凹面、30,31…光透過領域、100…単位照明装置。

Claims (15)

  1.  照明装置において、
     光源と、該光源が実装される光源基板と、湾曲された第一の反射部と、平板状の第二の反射部を備え、
     前記光源の光放出方向が前記光源基板の光源実装面と平行になるように前記光源が前記光源基板に実装されており、
     前記第一の反射部は、前記光源基板又は前記第二の反射部と結合されており、その内面に反射面が設けられており、該第一の反射部の前記反射面と直交しかつ光源の光放出方向と平行な断面が、前記光源の上部及び背面を覆い、かつ前記光源の光放出方向に開口を向くように湾曲されており、前記光源からの光を反射して前記開口へ向けて出射し、
     前記第二の反射部は、その表面に反射面が設けられ、前記光源基板と結合されており、前記第一の反射部及び前記光源からの光を反射し、
     前記第二の反射部の反射面で反射された光を照明光として照射するように構成したことを特徴とする照明装置。
  2.  請求項1に記載の照明装置において、前記光源は、サイドビュー型のLEDであることを特徴とする照明装置。
  3.  請求項1に記載の照明装置において、前記該第一の反射部の前記反射面と直交しかつ光源の光放出方向と平行な断面が、楕円の一部又は放物線の一部を為すことを特徴とする照明装置。
  4.  請求項1に記載の照明装置において、前記第二の反射部の反射面が拡散反射性を有することを特徴とする照明装置。
  5.  請求項1に記載の照明装置において、前記光源が、前記光源基板上に、前記光源の光放出方向と直交する方向に複数配列されていることを特徴とする照明装置。
  6.  請求項1に記載の照明装置において、前記光源基板の光源実装面に反射処理または拡散反射処理が施されていることを特徴とする照明装置。
  7.  請求項1に記載の照明装置において、前記光源基板の光源実装面が、光を正反射するための処理が為されていることを特徴とする照明装置。
  8.  請求項1に記載の照明装置において、前記第一の反射部と前記第二の反射部が一体成型されることを特徴とする照明装置。
  9.  請求項1に記載の照明装置において、前記第一の反射部が、前記光源からの光を全反射するための曲面を有するレンズで構成されていることを特徴とする照明装置。
  10.  請求項9に記載の照明装置において、前記レンズの曲面に、微小凹凸または印刷によるパターンが形成されることを特徴とする照明装置。
  11.  請求項9に記載の照明装置において、前記レンズの前記光源基板と対向する面に、前記光源を収納するための孔が設けられていることを特徴とする照明装置。
  12.  請求項1に記載の照明装置において、前記第一の反射部が1または複数の光透過領域を有することを特徴とする照明装置。
  13.  請求項1に記載の照明装置において、前記第二の反射部が、前記照明装置の光照射側に凹を向けて湾曲された凹面を有することを特徴とする照明装置。
  14.  請求項1に記載の照明装置を二次元的に複数配列したことを特徴とする照明装置。
  15.  請求項14に記載の照明装置を、液晶パネルに光を照射するためのバックライトとして使用したことを特徴とする映像表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005025979A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toppoly Optoelectronics Corp バックライトモジュール
JP2005243267A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Advanced Display Inc 面状光源装置及び液晶表示装置
JP2009506503A (ja) * 2005-08-27 2009-02-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 凹面トランスフレクターを備えた光リサイクリングキャビティーを有する端部照明バックライト

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005025979A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toppoly Optoelectronics Corp バックライトモジュール
JP2005243267A (ja) * 2004-02-24 2005-09-08 Advanced Display Inc 面状光源装置及び液晶表示装置
JP2009506503A (ja) * 2005-08-27 2009-02-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 凹面トランスフレクターを備えた光リサイクリングキャビティーを有する端部照明バックライト

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