トップ :: F 機械工学 照明 加熱 武器 爆破 :: F21 照明




【発明の名称】 照明装置、及びそれを用いた液晶装置
【発明者】 【氏名】高林 広

【氏名】神田 俊之

【氏名】鬼束 義浩

【要約】 【課題】色むらや色度差の発生を防止する。

【解決手段】図に示す照明装置においては、3色の蛍光管2A,2B,2Cが紙面手前側から奥側にかけて配置されており、これらの蛍光管2A,2B,2Cからは各色光が順次照射されるようになっている。そして、照射された光は、反射フィルム3によって紙面手前側に反射される。この反射フィルム3には蛍光管2A,2B,2Cの色と同色のカラードット4A,4B,4Cが形成されているが、蛍光管2A,2B,2Cの近傍の領域3Aにおいては、カラードット4Aの密度が他のカラードット4B,4Cの密度よりも低くされているため、該領域における色ムラが解消される。また、反射フィルム3の領域3Bにおいては、カラードット4Aの密度が他のカラードット4B,4Cの密度よりも高くされているため、該領域における色度差が解消される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 透明な導光体と、該導光体の少なくとも一の側面に対向する位置に配置されて該導光体の内部に光を照射する光源と、前記導光体の背面に配置されて前記光源によって照射された光を該導光体の正面の側に反射させる第1反射部材と、を備えた照明装置において、前記光源が、前記一の側面に沿うように前記正面の側から前記背面の側にかけて順に配置された第1色用光源、第2色用光源及び第3色用光源、からなり、かつ、少なくとも前記光源の近傍には、前記第2色用光源及び前記第3色用光源と同色の第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材が、前記第1色用光源と同色の第1色用カラー部材よりも高い密度で配置され、前記光源の近傍における前記第1色用光源からの照明光の輝度が小さくなるように設定された、ことを特徴とする照明装置。
【請求項2】 少なくとも前記光源の近傍には、前記第2色用カラー部材及び前記第3色用カラー部材が配置されて、前記第1色用カラー部材は配置されていない、ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項3】 少なくとも前記光源の近傍には、前記第1色用カラー部材、前記第2色用カラー部材及び前記第3色用カラー部材が共に配置された、ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
【請求項4】 前記各色用カラー部材は、反射特性を有し、前記第1反射部材の表面に形成されてなる、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項5】 前記各色用カラー部材は、透過特性を有し、前記導光体の正面に配置されてなる、ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項6】 前記第1色用カラー部材、前記第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材が、前記光源から離れた部分に配置され、かつ、該光源から離れた部分における前記第1色用カラー部材の配置密度が、前記第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材のそれぞれの配置密度よりも高い、ことを特徴とする請求項4又は5に記載の照明装置。
【請求項7】 前記第1色用光源、前記第2色用光源及び前記第3色用光源の色調や管電流値を調整して、第1色乃至第3色の色度差が解消されるようにした、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項8】 前記光源を覆うように第2反射部材を配置して、該光源が照射した光を前記導光体の側に反射させるようにし、かつ、反射特性を有する第1色用カラー部材を前記第2反射部材の表面に配置した、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項9】 透過特性を有する第1色用カラー部材を、前記光源が対向するように配置される前記一の側面に配置した、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項10】 略可視光全波長領域で均一な反射特性を有する白色部材を、前記光源から離れるに従って配置密度が高くなるように前記第1反射部材の表面に配置した、ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項11】 前記第1色、前記第2色及び前記第3色の組み合わせは、“赤色、緑色、青色”、“青色、赤色、緑色”、“緑色、青色、赤色”、“青色、緑色、赤色”、“緑色、赤色、青色”、“赤色、青色、緑色”のいずれかの組み合わせである、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項12】 前記第1色、前記第2色及び前記第3色の組み合わせは、“黄色、マゼンタ、シアン”、“シアン、黄色、マゼンタ”、“マゼンタ、シアン、黄色”、“シアン、マゼンタ、黄色”、“マゼンタ、黄色、シアン”、“黄色、シアン、マゼンタ”のいずれかの組み合わせである、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の照明装置。
【請求項13】 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の照明装置と、該照明装置に沿うように配置された液晶素子と、を備え、かつ、前記液晶素子が順次画像を表示するのに同期して前記照明装置から各色照明光を照射し、フルカラー画像を表示する、ことを特徴とする液晶装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、複数の各色用光源を備えた照明装置、及びそれを用いた液晶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、液晶を利用して種々の画像を表示する液晶装置が様々な機器に用いられているが、近年は、そのカラー表示化が望まれている。
【0003】ところで、カラー表示を行う1つの方法としては時間分割を利用する方法があり、その方法は特公昭63−041078号公報等に開示されている。
【0004】図5は、そのような時間分割を利用してカラー表示を行う液晶装置の構造の一例を示す断面図であり、図6は、該液晶装置の全体構成を示すブロック図である。
【0005】図5に示す液晶装置20は、液晶を利用して種々の情報を表示する液晶パネルPと、該液晶パネルPの背後に配置されて該パネルPを照明するバックライト装置B3 と、を備えている。
【0006】このうち、液晶パネルPには、公知のようにゲート線やソース線が形成されており、各画素には、それらの線に接続されたTFTがそれぞれ配置されている。また、図6に示すように、液晶パネルPの周囲にはシフトレジスターRGやゲート回路G2や走査回路SCが配置されており、シフトレジスターRGは、ゲート回路G2やソース線を介してTFTに接続され、走査回路SCは、ゲート線を介してTFTに接続されている。
【0007】一方のバックライト装置B3 は、図5に示すように、透明な導光板1を有しており、導光板1の側面1aに沿うように、B色光(青色光)を導光板内部に照射する単波長蛍光管2A、R色光(赤色光)を照射する単波長蛍光管2B、及びG色光(緑色光)を照射する単波長蛍光管2Cが、液晶パネルPから順に遠ざかるように(すなわち、導光板1の正面側から背面側にかけて)配置されている。そして、これらの蛍光管2A,2B,2Cは、図6に示す切換えスイッチSW2によって、分割された時間毎に順次オン/オフされるようになっている。なお、導光板1における他方の側面1dや背面1bには反射フィルム6及び3が配置されていて、導光板1の内部に照射されてきた各色光を液晶パネルPの方向へ反射するように構成されている。
【0008】いま、図6に示すように、3原色RGBの各色信号SR ′,SG ′,SB ′が送られてくると、一画面分の信号は、メモリー21に一時的に記憶され、次の一画面分の信号が送られてくる前に同期信号SY1及びクロック信号CL1によってメモリー22に転送される。そして、これら一画面分の信号は、クロック信号CL2によって一画面分時間の1/3時間毎にシフトレジスターRGに蓄えられる。
【0009】この状態で、垂直走査信号SY2がゲート回路G2や走査回路SCに送られてくると、ゲート回路G2が開かれて、シフトレジスターRGに蓄えられていた信号はTFTに順次印加され、走査回路SCから各ゲート線に信号が印加されてTFTが適宜オンされる。これにより、上述した信号が所定の画素に印加され、液晶パネルPには特定色(例えばB色)に対応した無色画像が表示される。
【0010】このとき、切換えスイッチSW2によって特定色(例えばB色)の蛍光管2Aのみがオンされ、液晶パネルPに表示されている画像はB色画像として認識されることとなる。
【0011】そして、このような方法によってRGB各色の単色画像を順次表示することにより、フルカラー画像として認識されることとなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者は、上述したバックライト装置B3 の各色蛍光管2A,2B,2Cを個別にオンにして各色毎の輝度分布を調べた。図7は、その従来のバックライト装置における各色毎の輝度分布を示す図であり、符号23Aは、B色蛍光管2Aの輝度分布を示す線であり、符号23Bは、R色蛍光管2Bの輝度分布を示す線であり、符号23CはG色蛍光管2Cの輝度分布を示す線である。また、横軸は蛍光管2A,2B,2Cから輝度測定箇所までの距離を示し、縦軸は、輝度比を示す。この調査結果によると、最も液晶パネルPに近い位置に配置されているB色蛍光管2Aの場合、蛍光管2Aの近傍(10〜15mm程度の部分)では他の部分に比べて顕著に輝度が高くなり、色ムラが発生していることが確認された。
【0013】また、蛍光管2A,2B,2Cから離れた部分(20〜150mm)における各色の輝度を比較すると、B色の輝度(符号23A参照)が、R色やG色の輝度(符号23B及び符号23C参照)に比べて低く、混合色の色度差が発生していることが確認された。
【0014】ところで、白色光の輝度を均一にする照明装置は、特開平08−220535号公報等にて開示されている。かかる装置は、図8に示すように、導光板1を備えており、導光板1の周囲には白色蛍光管24が配置されている。また、導光板1の背面には不図示の反射シートが貼付されており、該反射シートには、蛍光管24から離れるに従って配置密度が高くなるように白ドット(略可視光全波長領域で均一な反射特性を有するもの。不図示)が形成されている。しかし、かかる方法では、白色光の輝度は均一にできるものの、各色光の輝度を均一にすることはできず、上述した時間分割を利用した液晶装置においての色ムラの発生や色度差の発生を解消することはできない。
【0015】そこで、本発明は、色ムラの発生を防止する照明装置を提供することを目的とするものである。
【0016】また、本発明は、色度差の発生を防止する照明装置を提供することを目的とするものである。
【0017】さらに、本発明は、色ムラや色度差の発生を防止する液晶装置を提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、透明な導光体と、該導光体の少なくとも一の側面に対向する位置に配置されて該導光体の内部に光を照射する光源と、前記導光体の背面に配置されて前記光源によって照射された光を該導光体の正面の側に反射させる第1反射部材と、を備えた照明装置において、前記光源が、前記一の側面に沿うように前記正面の側から前記背面の側にかけて順に配置された第1色用光源、第2色用光源及び第3色用光源、からなり、かつ、少なくとも前記光源の近傍には、前記第2色用光源及び前記第3色用光源と同色の第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材が、前記第1色用光源と同色の第1色用カラー部材よりも高い密度で配置され、前記光源の近傍における前記第1色用光源からの照明光の輝度が小さくなるように設定された、ことを特徴とする。
【0019】また、本発明は、上述した照明装置と、該照明装置に沿うように配置された液晶素子と、を備えた液晶装置であって、前記液晶素子が順次画像を表示するのに同期して前記照明装置から各色照明光を照射し、フルカラー画像を表示する、ことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図4を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【0021】本発明に係る照明装置は、例えば図1に符号B1 で示すように、透明な導光体1を備えており、該導光体1の少なくとも一の側面1aに対向する位置には、該導光体1の内部に光を照射する光源2が配置されている。また、前記導光体1の背面1bには第1反射部材3が配置されており、前記光源2によって照射された光を該導光体1の正面1cの側に反射させるように構成されている。
【0022】ここで、前記光源2は、第1色用光源2A、第2色用光源2B及び第3色用光源2Cを有しており、これらの光源2A,2B,2Cは、前記一の側面1aに沿うように前記正面1cの側から前記背面1bの側にかけて順に配置されている。
【0023】また、少なくとも前記光源2の近傍3A,7Aには、図2乃至図4に示すように、前記第2色用光源2B及び前記第3色用光源2Cと同色の(すなわち、各色用光源2B,2Cの分光特性と略同一の分光特性を有する)第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cが、前記第1色用光源2Aと同色の第1色用カラー部材4Aよりも高い密度で配置されており、前記光源2の近傍3A,7Aにおける前記第1色用光源2Aからの照明光の輝度が小さくなるように設定されている。
【0024】この場合、少なくとも前記光源2の近傍3A,7Aには、前記第2色用カラー部材4B及び前記第3色用カラー部材4Cが配置されて、前記第1色用カラー部材4Aは配置されていないようにしても良く(図3及び図4参照)、前記第1色用カラー部材4A、前記第2色用カラー部材4B及び前記第3色用カラー部材4Cが共に配置されているようにしても良い(図2参照)。図3に示すものおいては、例えば第1色用光源2Aが青色光を照射し、第2色用光源2Bが赤色光を照射し、第3色用光源2Cが緑色光を照射する場合、前記光源2の近傍3Aには赤色のカラー部材4Bと緑色のカラー部材4Cとを配置すれば良い。
【0025】また、これらの各色用カラー部材4A,4B,4Cは、反射特性を有し、前記第1反射部材3の表面に形成されてなるようにしても良く(図2及び図3参照)、透過特性を有し、前記導光体1の正面1cに配置されてなるようにしてもよい(図4参照)。
【0026】一方、図2に示すように、前記第1色用カラー部材4A、前記第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cを前記光源2から離れた部分3Bにも配置し、かつ、該光源2から離れた部分3Bにおける前記第1色用カラー部材4Aの配置密度を、前記第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cのそれぞれの配置密度よりも高くしても良い。ここで、これらの各色用カラー部材4A,4B,4Cは、反射特性を有するものとし、前記第1反射部材3の表面に形成されているが、もちろんこれに限る必要はなく、前記各色用カラー部材4A,4B,4Cを、透過特性を有するものとし、前記導光体1の正面1cに配置しても良い。
【0027】また、上述のように各色用カラー部材4A,4B,4Cを前記光源2から離れた部分3Bに配置する代わりに、* 前記第1色用光源2A、前記第2色用光源2B及び前記第3色用光源2Cの色調や管電流値を調整して、第1色乃至第3色の色度差が解消されるようにしても良く、* 前記光源2を覆うように第2反射部材5を配置して、該光源2が照射した光を前記導光体1の側に反射させるようにし、反射特性を有する第1色用カラー部材を前記第2反射部材5の表面に配置し(不図示)、第1色乃至第3色の色度差が解消されるようにしても良く、* 透過特性を有する第1色用カラー部材を、前記光源2が対向するように配置される前記一の側面1aに配置し(不図示)、第1色乃至第3色の色度差が解消されるようにしても良い。
【0028】この場合、図3に示すように、略可視光全波長領域で均一な反射特性を有する白色部材4Dを、前記光源2から離れるに従って配置密度が高くなるように前記第1反射部材3の表面に配置しても良い。
【0029】なお、前記第1色、前記第2色及び前記第3色の組み合わせは、“赤色、緑色、青色”、“青色、赤色、緑色”、“緑色、青色、赤色”、“青色、緑色、赤色”、“緑色、赤色、青色”、“赤色、青色、緑色”のいずれの組み合わせであっても良い。また、前記第1色、前記第2色及び前記第3色の組み合わせは、“黄色、マゼンタ、シアン”、“シアン、黄色、マゼンタ”、“マゼンタ、シアン、黄色”、“シアン、マゼンタ、黄色”、“マゼンタ、黄色、シアン”、“黄色、シアン、マゼンタ”のいずれの組み合わせであっても良い。
【0030】また、前記導光体1としては、アクリル等からなる板状部材を挙げることができる。
【0031】さらに、各色用光源2A,2B,2Cには、単波長蛍光管を用いれば良い。
【0032】ところで、図1に示すように、上述した照明装置B1 に沿うように液晶素子Pを配置して液晶装置10を構成しても良く、その場合には、前記液晶素子Pが順次画像を表示するのに同期して、前記照明装置B1 から各色照明光を照射し時分割を利用してフルカラー画像を表示すれば良い。
【0033】次に、本実施の形態の効果について説明する。
【0034】本実施の形態によれば、少なくとも前記光源2の近傍3A,7Aには、第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cが第1色用カラー部材4Aよりも高い密度で配置されて、前記光源2の近傍3A,7Aにおける前記第1色用光源2Aからの照明光の輝度が小さくなるように設定されているため、該光源2の近傍3A,7Aにおける色ムラを解消できる。
【0035】また、前記第1色用カラー部材4A、前記第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cを前記光源2から離れた部分3Bにも配置し、かつ、該光源2から離れた部分3Bにおける前記第1色用カラー部材4Aの配置密度を、前記第2色用カラー部材4B及び第3色用カラー部材4Cのそれぞれの配置密度よりも高くした場合には、該光源2から離れた部分3Bにおける各色用光源2A,2B,2Cからの照明光の輝度を等しくでき、第1色乃至第3色の色度差を解消できる。
【0036】さらに、このような色度差の解消は、* 前記第1色用光源2A、前記第2色用光源2B及び前記第3色用光源2Cの色調や管電流値を調整することによっても達成でき、* 前記光源2を覆うように第2反射部材5を配置して、該光源2が照射した光を前記導光体1の側に反射させるようにし、反射特性を有する第1色用カラー部材を前記第2反射部材5の表面に配置することによっても達成でき、* 透過特性を有する第1色用カラー部材を、前記光源2が対向するように配置される前記一の側面1aに配置することによっても達成できる。
【0037】またさらに、略可視光全波長領域で均一な反射特性を有する白色部材4Dを、前記光源2から離れるに従って配置密度が高くなるように前記第1反射部材3の表面に配置した場合には、均一な光学特性を得ることができる。ここで、上述のように各色用カラー部材4A,4B,4Cを用いた場合の反射光量は(第1色光の光量×前記第1色用カラー部材4Aの配置密度)+(第2色光の光量×前記第2色用カラー部材4Bの配置密度)+(第3色光の光量×前記第3色用カラー部材4Cの配置密度)となるのに対し、上述のように白色部材4Dを用いた場合の反射光量は(第1色光の光量+第2色光の光量+第3色光の光量)×(白色部材4Dの配置密度)となるが、かかる白色部材4Dを用いた場合には前記各色用カラー部材4A,4B,4Cを用いる場合に比べて配置密度を高く設定できることから、照明装置の照射光量を多くできる。
【0038】一方、上述した照明装置を液晶装置に適用した場合には、色ムラや色度差の少ないフルカラー画像を表示できる。
【0039】
【実施例】以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【0040】(実施例1)本実施例においては、図1及び図2に示すエッジ型の照明装置B1 を作成した。
【0041】すなわち、アクリルからなる透明な導光板(導光体)1を用い、その側面1aに対向する位置には、側面1aに沿うように順に青色用単波長蛍光管(第1色用光源)2A、赤色用単波長蛍光管(第2色用光源)2B、緑色用単波長蛍光管(第3色用光源)2Cを配置し、導光板1の内部に各色光が照射されるようにした。
【0042】また、蛍光管2A,2B,2Cに対向する他方の側面1dには側面反射フィルム6を貼付し、導光板1の背面1bにも、第1反射部材としての主反射フィルム3を貼付して照射された光が導光板1の正面1cの側に反射されるようにした。
【0043】この主反射フィルム3には、図2に示すように、反射特性を有する多数の青色ドット(第1色用カラー部材)4Aや赤色ドット(第2色用カラー部材)4Bや緑色ドット(第3色用カラー部材)4Cを印刷したが、蛍光管2A,2B,2Cの近傍3Aにおいては、赤色ドット4Bや緑色ドット4Cの配置密度は、等しく、かつ青色ドット4Aの配置密度よりも高くし、かかる部分3Bにおける青色照明光の輝度が小さくなるようにした。また、蛍光管2A,2B,2Cから離れた部分3Bにおける配置密度は、緑色ドット4C、赤色ドット4B、青色ドット4Aの順に高くなるようにした。さらに、各色のドット4A,4B,4Cのそれぞれについては、配置密度が蛍光管2A,2B,2Cから離れるに従って高くなるようにした。
【0044】本実施例によれば、蛍光管の近傍3Aにおける色ムラを解消でき、色度差も解消でき、輝度も均一にできた。
【0045】また、上述した照明装置を液晶装置に適用したところ、色ムラや色度差の少ないフルカラー画像が得られた。
【0046】(実施例2)本実施例においては、図1及び図3に示す照明装置を作成した。
【0047】すなわち、主反射フィルム3には、蛍光管の近傍3Aにおいては、反射特性を有する多数の赤色ドット4Bや緑色ドット4Cを配置密度が等しくなるように配置し、青色ドット4Aを配置せずに、かかる部分における青色照明光の輝度が小さくなるようにした。
【0048】また、蛍光管2A,2B,2Cの色調や管電流値を調整して、青赤緑の色度差が解消されるようにした。
【0049】さらに、主反射フィルム3における蛍光管から離れた部分3Bには、各色ドット4A,4B,4Cは配置せず、白色部材としての白色ドット4Dを多数配置した。なお、蛍光管2A,2B,2Cから離れるに従って、白色ドット4D1つ当たりの面積を大きくピッチを小さくして、その配置密度を高くし、輝度が均一になるようにした。
【0050】本実施例によれば、上記実施例1と同様の効果が得られた。また、実施例1に比べて照射光量を多くできた。
【0051】(実施例3)本実施例においては、図4に示す照明装置B2 を作成した。
【0052】すなわち、導光板1の正面1cの側にライティングカーテン7を配置し、このライティングカーテン7における蛍光管近傍7Aには、透過特性を有する多数の赤色ドット4Bや緑色ドット4Cを配置密度が等しくなるように配置し、青色ドット4Aを配置せずに、かかる部分における青色照明光の輝度が小さくなるようにした。また、ライティングカーテン7における蛍光管から離れた部分7Bや、主反射フィルム3にはドットは形成しなかった。それ以外の構成は実施例2と同じにした。
【0053】本実施例によれば実施例1と同様の効果が得られた。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、少なくとも前記光源の近傍には、第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材が第1色用カラー部材よりも高い密度で配置されて、前記光源の近傍における前記第1色用光源からの照明光の輝度が小さくなるように設定されているため、該光源の近傍における色ムラを解消できる。
【0055】また、前記第1色用カラー部材、前記第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材を前記光源から離れた部分にも配置し、かつ、該光源から離れた部分における前記第1色用カラー部材の配置密度を、前記第2色用カラー部材及び第3色用カラー部材のそれぞれの配置密度よりも高くした場合には、該光源から離れた部分における各色用光源からの照明光の輝度を等しくでき、第1色乃至第3色の色度差を解消できる。
【0056】さらに、このような色度差の解消は、* 前記第1色用光源、前記第2色用光源及び前記第3色用光源の色調や管電流値を調整することによっても達成でき、* 前記光源を覆うように第2反射部材を配置して、該光源が照射した光を前記導光体1の側に反射させるようにし、反射特性を有する第1色用カラー部材を前記第2反射部材の表面に配置することによっても達成でき、* 透過特性を有する第1色用カラー部材を、前記光源が対向するように配置される前記一の側面に配置することによっても達成できる。
【0057】またさらに、略可視光全波長領域で均一な反射特性を有する白色部材を、前記光源から離れるに従って配置密度が高くなるように前記第1反射部材の表面に配置した場合には、均一な光学特性を得ることができる。
【0058】一方、上述した照明装置を液晶装置に適用した場合には、色ムラや色度差の少ないフルカラー画像を表示できる。
【出願人】 【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【出願日】 平成11年1月21日(1999.1.21)
【代理人】 【識別番号】100082337
【弁理士】
【氏名又は名称】近島 一夫
【公開番号】 特開2000−215721(P2000−215721A)
【公開日】 平成12年8月4日(2000.8.4)
【出願番号】 特願平11−13559