照明装置

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【発明の名称】	照明装置
【発明者】	【氏名】横山和明【氏名】蝦名集【氏名】金子勇【氏名】野口敦之【氏名】加藤秀明
【要約】	【課題】導光式の照明装置において、均一な輝度分布が得られる上に、一層明るい高輝度面の照明装置を提供する【解決手段】光源１１からの光を導光体１２の内部を伝えながら方向制御して一定の面内に導くようにした照明装置において、拡散板１３の側の面４ａが平面（断面が直線）であって、反対側の面４ｂが断面鋸歯状である透明板からなる規制板４を拡散板１３上に配置する。【解決手段】光源１１からの光を導光体１２の内部を伝えながら方向制御して一定の面内に導くようにした照明装置において、拡散板１３の側の面４ａが平面（断面が直線）であって、反対側の面４ｂが断面鋸歯状である透明板からなる規制板４を拡散板１３上に配置する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】光源からの光を導光体の内部を伝えながら方向制御して一定の面内に導くようにした照明装置において、光を透過拡散せしめる拡散部材を前記面上に配設すると共に、前記拡散部材側が直線で他の側が鋸歯状の断面形状をした透光性の規制板を、前記拡散部材上に空気層を介して並設することにより、主出射方向が斜めとなる前記拡散部材からの拡散光を、前記拡散部材に対して垂直な方向に向けて導くようにしたことを特徴とする照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶を用いた表示装置におけるバックライトとして使用するのに適した照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶を用いた表示装置は、一定面積の表示面を均一な輝度にて照明する必要がある。そのため、一定面内において均一に照明が可能な照明装置が要求される。このような要求を満足する照明装置として、従来、図４に示すような照明装置が知られている。
【０００３】図４に示す照明装置は、反射板１の反射面１ａ側に蛍光管等の直線状の光源２を配置し、更に拡散板３を配置したもので、光源２より直接又は反射板１にて反射された後、拡散板３に達した光を、この拡散板３にて拡散し、これを照明光として利用するものである。そして、このような照明装置にあっては、均一な輝度の照明光を得るために、反射板１の曲面形状などに改良を加えたものも知られている。
【０００４】また、図５に示すような、光源２１と、入射端面を光源２１に近接させて配置した導光体２２と、導光体２２の表面に設けた拡散面２３と、導光体２２の裏面に設けた反射面２４とより構成された、いわゆる導光式の照明装置も知られている。
【０００５】図５に示す導光式の照明装置にあっては、光源２１よりの光が入射端面より導光体２２に入射し、導光体２２の内部をその表面、裏面で反射しながら入射端面と反対側の面へ伝えられていく間に、その一部が導光体２２から外部に出て拡散面２３を通って拡散光となり、拡散面２３から均一な拡散光を発する面光源となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、このような照明装置は、均一な輝度の照明光を得ようとする要求をかなりのレベルで満足してはいるが、それに加えて、できる限り高輝度の明るい照明が可能であることも要求される。特に、前述した従来技術のうち、後者の導光式の照明装置にあっては、図５に示すように、拡散面２３から外部に出る拡散光はその主出射方向が拡散面２３に対して斜めとなり、照明に寄与しない光の割合が多くなってしまうため、輝度面に垂直方向での高輝度化というこうとが望まれている。
【０００７】本発明は、導光式の照明装置において、均一な輝度分布が得られる上に、一層明るい高輝度面の照明装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、このような目的を達成するためのものであり、光源からの光を導光体の内部を伝えながら方向制御して一定の面内に導くようにした照明装置において、光を透過拡散せしめる拡散部材を前記面上に配設すると共に、前記拡散部材側が直線で他の側が鋸歯状の断面形状をした透光性の規制板を、前記拡散部材上に空気層を介して並設することにより、主出射方向が斜めとなる前記拡散部材からの拡散光を、前記拡散部材に対して垂直な方向に向けて導くようにしたものである。
【０００９】例えば、液晶を用いた表示装置においては、表示板上の画像その他を観察する場合に、そのほとんどが表示板に垂直な方向より画像等をみている。本発明は、拡散板よりその垂直線に対し大きな角度にて出射する光は、表示板の観察には全くか、殆ど寄与していないことに着目してなされたものである。
【００１０】つまり、従来の導光式の照明装置では主出射方向が拡散面２３に対して斜めになっていた照明光を、本発明ではこれを拡散板に垂直な方向に導くようにして、その方向を規制するための規制板を拡散板の前面に並設するものである。そして、これらによって従来は有効に利用されずにいた、拡散板に対して斜めに出射する光をも利用するようにして、表示板の観察に寄与する光の輝度を大にしたものである。
【００１１】しかも、本発明では拡散板上より拡散する光の全てが、その垂直方向に対する角度が小さくなるように、その広がりが規制板により規制されるために輝度分布の均一性は保ったまま全体として輝度を高めることができる。
【００１２】本発明で用いられる規制板としては、後述する実施例において具体的に説明するような、拡散板側が直線で、他の側が鋸歯状の断面形状をした透明板で、その鋸歯状部の長さ方向を直線状の光源の長さ方向に向けた配置としたものである。この場合には、鋸歯形状を規則正しい形状としておくことにより所定の指向性をもたせることができ、効率よく輝度面に垂直方向の輝度を上げることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の照明装置の一実施例を、図面に基いて説明する。図１は本発明の一実施例の断面図で、１１は光源、１２は導光体、１３は拡散板、１４は反射面である。
【００１４】４は拡散板１３上に並設した規制板あって、図２にその一部を拡大して示した断面形状のものが連続し、拡散板１３の大きさと同じ面積を有している透明板からなっている。
【００１５】図２に示すような、拡散板１３の側の面４ａが平面（断面が直線）であって、反対側の面４ｂが断面鋸歯状である透明板からなる規制板４を拡散板１３上に配置すると、拡散板１３よりの光ｌ_１は、この規制板４にて屈折してから上方へ向かう。このとき、面４ａに入射したときの角θ_１、つまり拡散板１３より発する光の角θ_１は、面４ｂを出た後は拡散板１３に垂直な線に対して角θ_２の方向へ向かう。ここで、図面より明らかなように、θ_２＜θ_１となる。
【００１６】この実施例において、規制板４の図２中に示す角θが大になると、図３のように、特に面４ａに垂直に入射する光ｌ_０は面４ｂにて全反射する。そのため角θがあまり大であると光量の損失につながる。また、斜めに向かう光が少なくなり、斜め方向からの観察がしにくくなる。
【００１７】一方、θがあまり小であると、規制板４が平行平面板に近くなり、本発明の効果がほとんど得られなくなる。したがって、θの値は、照明装置の大きさ（面積）、材料（屈折率）等によって適切な範囲に選択する必要がある。
【００１８】例えば、材料としてＰＭＭＡ（アクリル樹脂）を用いた２２０×１４０ｍｍの大きさの照明装置の場合、θ＝４５度にすると比較的よい効果が得られ、視野角が３５度程度で、表示面上での輝度が同じ装置で規制板を用いない従来のものに比べて３０％上昇した。
【００１９】上記のように、この実施例の規制板４の面４ｂの角θの値は、材料の屈折率や使用目的等により適切な値に選べばよい。ここで、使用し得るガラスやプラスチック材料の屈折率は、１．４～１．７の範囲にあるものが一般的である。そのため、この点を考慮すると、前記の角θの範囲としては０゜＜θ＜６０゜が適当である。
【００２０】このθの値は、視野角および輝度効率等の条件設定により決められる。また、拡散板１３と規制板４は、空気層を介して並設する必要がある。この並設によって規制板４へ入射する光の角度は、空気層との界面における屈折により、拡散板１３による拡散光の角度に比べて約６０％の角度でせまくなる。従って、この現象により視野角はやや狭くなるものの、輝度効率は大きくアップする。
【００２１】また、このθの値は、使用目的を考慮して場所によりθの値を異なるようにすることも有効である。
【００２２】上記実施例における拡散板１３、規制板４は、その厚さに関わりなく、板状のものであっても、シート状のものであってもかまわない。また、図示する実施例では、面４ｂの各部分（斜面）が、断面直線であるが、わずかに凸面又は凹面になっていてもよい。また、頂点部分も尖った形状ではなく、丸みをもたせてもよい。
【００２３】この実施例においては、導光体１２より外部へ出る光は、まず拡散板１３で拡散光となり、次いで規制板４の鋸歯状部分４ｂでその多くが上方へ向けられ、拡散面に対し垂直方向の明るさが増大する。この実施例の装置を用いて実験した結果、拡散面に垂直な方向で３０％の明るさの増加がみられた。
【００２４】
【発明の効果】本発明の照明装置は、従来のものでは使用目的によっては無駄になっていた、拡散部材から斜めに出射する拡散光を有効に利用し得るようにしたもので、しかも全体として拡散方向が小さくなるようにしたため、均一な輝度分布を保ったまま輝度のみを大にすることが出来、明るく均一な輝度分布のものを得ることが出来る。

【出願人】	【識別番号】０００２０８７６５【氏名又は名称】株式会社エンプラス
【出願日】	平成２年１０月９日（１９９０．１０．９）
【代理人】
【公開番号】	特開２０００－４８６２０（Ｐ２０００－４８６２０Ａ）
【公開日】	平成１２年２月１８日（２０００．２．１８）
【出願番号】	特願平１１－２１１２７４