光源装置及び照明装置

トップ :: F 機械工学照明加熱武器爆破 :: F21 照明

【発明の名称】	光源装置及び照明装置
【発明者】	【氏名】大木康次
【要約】	【課題】表示装置などに組み入れられる光源装置において、所定の広さの面を均一且つ光輝度で照明し、装置の薄型化が図れるようにする。【解決手段】表面に長手方向に沿って伸びた凹所が形成された棒状導光体と、複数の線状光源を具備し、各線状光源をそれぞれ棒状導光体の凹所に設置し、棒状導光体の一側の面から光源光を出射するように設け、且つ光源光出射面に対する各線状光源の投影が、隣接した投影同士で互いに重なるように線状光源を配置する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】長手方向に沿って伸びた凹所が表面に形成された棒状導光体と複数の線状光源を有し、各線状光源はそれぞれ棒状導光体の凹所に設置され、棒状導光体の一側の面から光源光を出射するように設けられているとともに、前記光源光出射面に対する各線状光源の投影が、隣接した投影同士で互いに重なるように線状光源が配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】光源光出射面を除く棒状導光体の外周面を反射材で覆い、反射材の外面を遮光筐体で覆って構成された請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の光源装置と、導光体を備え、光源装置がその光源光出射面の入光面を接合させて設置され、光源装置から前記導光体内に入射された光源光を前記導光体表面部から出射して照明光とする照明装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置や照明装置に組み入れて使用される光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】導光板を用いた光源装置として、図７に示されるように、文字や絵などの情報を印刷した光拡散シートが表面に貼られた導光板７１の端面に棒状の導光体７２を設け、この導光体７２に発光源としてのランプの光を光ファイバー７３で導き、導光体７２から導光板７１内に入射した光を導光板表面から出射して前記シートに付された情報を透過照明する構造のものが知られている。また、図８に示されるように、両端にホルダを有する断面コ字形のランプハウス８１の内部に冷陰極管８２を固定し、このランプハウス８１を液晶表示装置の導光板８３に装着し、液晶表示装置のバックライトとして利用する構造のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の装置のうち、前者においては、より多くの情報を表示し、且つ視覚上の訴求効果を高めるため、発光パネルを数ｍもの幅広の寸法に形成するという要求がある。この場合、パネル内に入射する光量を増加させ、パネル面全体で均一に光が出射されるようにする必要があるが、光ファイバーで伝送した光源光を一旦導光体に入射し、さらに発光パネルに入射させたのでは、発光源の光量を増加させたとしても、広いパネル面内に照度ムラができ、全面を均一な明るさとすることができないという問題がある。後者においては、液晶表示の輝度を高めて見やすくするため、液晶表示装置のバックライトをより明るくするという要求がある。この場合、ランプハウス内部に固定する冷陰極管の数を増やせば光量は増すが、冷陰極管数の増加に伴ってランプハウスの幅が厚くなり、装置の薄型化が図れないという問題がある。また、ランプハウスを装置から取り外してバックライトのメンテナンスを行う際、複数本の冷陰極管がランプハウス内で剥き出しとなっていると、冷陰極管を破損させ易いという問題がある。
【０００４】本発明は従来技術の有するこのような問題点に鑑み、表示装置などに組み入れられる光源装置において、所定の広さの面を均一且つ光輝度で照明するとともに、装置の薄型化を図るようにすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】導光板内への入射光量を増加させる手段として、導光板の端部に複数本の線状光源を設置することが考えられる。しかし、図１に示されるように、導光板の端面に線状光源２、２を並べて配置したのでは、装置の薄型化が図れない。液晶表示装置のバックライトとして利用する場合、並べた線状光源２、２の両端部間の距離Ｄ１が、液晶表示装置の導光板よりも厚くなってしまう。
【０００６】そこで、前記課題を解決するため本発明は、表面に長手方向に沿って伸びた凹所が形成された棒状導光体と、複数の線状光源を用い、各線状光源はそれぞれ棒状導光体の凹所に設置され、棒状導光体の一側の面から光源光を出射するように設け、前記光源光出射面に対する各線状光源の投影が、隣接した投影同士で互いに重なるように線状光源を配置して光源装置を構成した。
【０００７】詳しくは、本発明の光源装置は、例えば図２に示されるように、断面形状が略Ｓ字形に形成された棒状導光体１と、二本の線状光源２、２を用い、線状光源から出る光が棒状導光体１の一側面１１から出射するように、棒状導光体１の凹所１２、１２内に線状光源２、２を設置し、且つ光源光出射面１１に両線状光源２、２を投影したときに互いの投影が光源光出射面１１上で重なる位置に線状光源２、２を配置して構成される。この構成では、図示されるように、線状光源２、２の光軸Ｏ、Ｏ間の距離ｄが線状光源２の直径ａよりも小さくなり、光源光出射面１１の幅を狭くすることができる。つまり、二つの線状光源２、２の光束が狭い光源光出射面１１内に収束し、配光の狭い光束で導光板への入射光量を増加させることができる。また、図１に示した如く単に線状光源を並べたときよりも、線状光源２、２の両端部間の距離Ｄ２が小さくなり、装置を薄くすることができる。
【０００８】本発明の光源装置は、凹所を有する棒状導光体に、複数の線状光源を設置し一体化して構成されるものであり、棒状導光体の寸法やこれに形成する凹所の数、設置する線状光源の数などは、光源装置を利用する表示装置や照明装置の寸法や必要な光量などに応じて適宜選定することができる。また、棒状導光体の凹所内に設置する線状光源の数は一つに限らず、一つの凹所内に複数の線状光源を設置してもよい。例えば三つの線状光源を用いて光源装置を構成する場合、液晶表示装置の導光板などのように導光板の入射面が狭いときは、図３（Ａ）に示されるように、表面に光源光出射面１１からの距離を異ならせて凹所１２が三つ形成された棒状導光体１の各凹所に線状光源２を設置して構成し、それよりも導光板の入射面が広いときには、同図（Ｂ）に示されるように、一つの凹所１２が形成された棒状導光体１の当該凹所に三つの線状光源２を前後二列に密着配置して構成することができる。光源光出射面１１に対する各線状光源２の投影が、隣接した投影同士で互いに重なるように各線状光源２を配置することは両例とも同じである。さらに光源光出射面１１を狭く構成するときには、図４に示されるように、断面コ字状に形成された棒状導光体１１の凹所１２内に、複数の線状光源２を前後に位置をずらして配置してもよい。この場合、棒状導光体１１の凹所１２の開口した側の面が光源光出射面１１となる。同図（Ａ）は、二つの線状光源２を近接配置して構成した形態、同図（Ｂ）、（Ｃ）は三つの線状光源２を近接配置して構成した形態であり、同図（Ｃ）は凹所１２内に線状光源２の支持面を形成した形態である。光源光出射面１１に対する各線状光源２の投影が、隣接した投影同士で互いに重なるように各線状光源２を配置することは同様である。要は、一つ又は複数の凹所１２が形成された棒状導光体１で複数の線状光源２が支持されているとともに、少なくとも一つの線状光源２が光源光出射面１１に対して前後にずれて配置してあり、しかも前後にずれた位置では光軸間が狭まるように光源光出射面１１に対して左右方向に近接配置して構成してあれば、配光の狭い光束で導光板への入射光量の増加が可能となる。
【０００９】前記構成において、線状光源から出た光を漏れなく光源光出射面から出射するため、棒状導光体の光源光出射面を除く外周面を反射材で覆い、さらに反射材の外面を遮光筐体で覆って光源装置を構成することができる。
【００１０】本発明の光源装置において、線状光源には冷陰極管や光ファイバーなどが用いられ、棒状導光体にはアクリルやポリカーボネートなどの光透過性樹脂材や光透過性ガラス材などからなる長尺材が用いられる。棒状導光体に設ける凹所は、線状光源を設置可能な寸法で導光体の表面に長手方向に沿って伸びて形成される凹状の空間であり、凹溝や切欠部などが含まれる。棒状導光体は一体成形品に限らず、複数の部材を組み合わせて形成されていてもよい。
【００１１】前記構成からなる光源装置は、導光板の適宜な表面部位に着脱自在に形成され、これと平面形その他適宜な形状に形成された導光体により照明装置を構成する場合、導光体の入光面に光源装置がその光源光出射面を接合させて設置され、光源装置から導光体内に入射された光源光を導光体表面部から出射して照明光とするように構成される。この場合、導光体は、例えば表面に文字や絵などの情報を印刷したフィルムが貼られた光拡散板を表面部に取り付け、光源装置から導光体内部に入射した光で拡散板表面の文字や絵を透過照明するように構成することができる。また、光源装置を接合する位置は、導光体の側端部やコーナー部、上面又は下面など、光源光を導光体内にくまなく照射可能な適宜な部位に選定される。導光体に取り付ける光源装置は一つに限らず、複数取り付けてもよい。これによれば、導光体の表面部に線状光源の光が直接入射し、導光体内部が帯状に収束した大光量の光で一様にくまなく照射され、そのため、導光体表面部からの出射光も表面部全域で均一となり、表面部に取り付けた光拡散板の全面で明るさが均一となる。また、光源として線状光源を用いているので、照明装置を薄く、コンパクトに構成することができる。
【００１２】また、本発明の光源装置を液晶表示装置のバックライトとして利用する場合、液晶表示装置の導光板に光源光出射面を接合させて光源装置が表示装置内部に設置される。棒状導光体の外周面を反射材と遮光筐体で覆った本発明の光源装置は、線状光源である複数本の冷陰極管から出た光を、薄い導光板内に漏れなく入射させ、表示の輝度を高めて明るくし見やすさを向上させる。冷陰極管の交換は表示装置から光源装置を取り外して簡単に行える。また、冷陰極管は棒状導光体の凹所に嵌め入れられ、その棒状導光体の周囲が反射材と筐体で覆われているので、取扱中に冷陰極管を破損させる虞もない。なお、本発明の光源装置は、他のコンピュータなどの電子機器の表示装置に組み入れても使用される。
【００１３】また、本発明の照明装置は、前記光源装置と、平面形その他適宜な形状に形成された導光体とを一体として構成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。図５は本発明の光源装置の一例の断面を示している。この装置は、棒状導光１と、線状光源である二本の冷陰極管２１、２１と、反射材４と、筐体５とにより構成されている。詳しくは、棒状導光体１は、光透過性樹脂材を用いて長尺に形成されており、その左右側面に互い違いに前後に位置をずらして長手方向に伸びた凹所１２、１２が設けてある。冷陰極管２１、２１は、棒状導光体１の両凹所１２、１２内に嵌め入れられ、棒状導光体１の一側面１１へ光を出射するように設置してある。両冷陰極管２１、２１は、光源光出射面１１にその輪郭をを投影したときに互いの投影が光源光出射面１１上で重なる位置に配置してある。反射材４と筐体５は、ともに難燃性材料により形成されており、反射材４は前記光源光出射面１１を除く棒状導光体１の外周面に被覆し、筐体５は反射材４の外面を覆っている。このように構成された光源装置は、面状導光体３の端部などに光源光出射面１１を接合して設置され、両冷陰極管２１、２１から出た光を収束して面状導光体３内に出射させることができる。棒状導光体１の周囲に反射材４が設置されているので、光源光を漏らすことなく、くまなく光源光出射面１１から出射することができ、また、その周囲が筐体５で覆われているので、取り扱いの便宜がよい。
【００１５】図６は図５に示した光源装置を組み入れた照明装置の構成を示している。この照明装置は、文字や絵などの情報を印刷したフィルムが貼られた光拡散板６を面状導光体３の一側の表面に取り付け、他側の表面には拡散反射板７を取り付け、冷陰極管２１、２１から出た光で導光体３内部を照らし、拡散板６表面の文字や絵を透過照明するように構成してある。このように構成された照明装置は、面状導光体３の端部から光源光が帯状に入射し、導光体３の表面部全体で均一に光を出射して、光拡散板６の全面で均一な明るさに照明し、拡散板表面の情報を透光表示させることができる。さらに光量を増加する場合は、面状導光体３の両側、或いは全周囲に前記光源装置を取り付けて、導光体３内部に光源光を照射してもよい。なお、図示した構成では、光源装置を面状導光体３の側部に接合してあるが、光源装置の設置位置をこれに限定されず、面状導光体３の表面又は裏面などの適宜な位置に適宜な数設置して照明装置を構成することができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明の光源装置によれば、所定の広さの面を均一且つ光輝度で照明するとともに、装置の薄型化を図ることができる。

【出願人】	【識別番号】５９５１４１１７７【氏名又は名称】三誠電気株式会社
【出願日】	平成１３年６月２５日（２００１．６．２５）
【代理人】	【識別番号】１０００７２０８４【弁理士】【氏名又は名称】竹内三郎（外２名）
【公開番号】	特開２００３－７１１３（Ｐ２００３－７１１３Ａ）
【公開日】	平成１５年１月１０日（２００３．１．１０）
【出願番号】	特願２００１－１９１９２０（Ｐ２００１－１９１９２０）