(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
点光源と、この点光源が射出する光線を線状に分散させて出射する線状導光体と、線状導光体からの光の出射方向を規制する溝状の反射材とを備える線状光源装置において、
前記線状導光体は、点光源より光線が入射する入射面と、当該線状導光体の軸方向に適当な間隔を置いて、入射面より入射した入射光を前記軸方向にほぼ直角な一方向に反射する多数の反射面と、これら反射面で反射された反射光を出射する出射面を備え、この出射面を反射材の溝底面に対向させるとともに、反射材の溝底面が光を乱反射する散乱性反射面に形成され、出射面から出射させた光を前記溝底面で乱反射させて視野角特性を均一化した後、前記線状導光体の出射面からその反対側の側面に透過させて、この反対側の側面から出射させ、
前記複数の反射面は、前記出射面の反対側の側面と、同一面側若しくは直交する面側に形成されていることを特徴とする線状光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の線状光源装置と、この線状光源装置の光を一端面より入射され、表裏のいずれか一面又は両面より平面的に分散させて出射させる導光板と、を備える照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非発光型表示手段の照明に用いる照明装置及びそれに用いて好適な線状光源装置に係り、特に線状光源装置から入射した光線を平面的に分散させて出射する導光板の入射面を平滑面に形成できるようにした線状光源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示手段に代表される非発光型表示手段は、その表面側に光を反射させたり、裏面側から光を透過させたりすることにより画像を鮮明に視覚できるようにしている。
【０００３】
この非発光型表示手段の照明に用いる照明装置には、線状に発光する線状光源装置と、線状光源装置から出射される光線を平面的に分散させて出射する導光板とが設けられる。
【０００４】
この線状光源装置には、冷陰極蛍光管などの線状の発光管が用いられることもあるが、最近では、低電力消費化を図るために、白色ＬＥＤランプなどの点光源と、この点光源から出射された光を線状に分散させて出射する線状導光体とを備えるものが多用されつつある。
【０００５】
従来のこの種の線状光源装置では、例えば図９の原理図と図１０の断面図に模式的に示すように、点光源２０１、２０２を線状導光体２０３の両端面２０４、２０５に臨ませ、両点光源２０１、２０２から出射される光を漏れなく線状導光体２０３の両端面２０４、２０５に入射させるようにしている。
【０００６】
線状導光体２０３には、各端面２０４、２０５より入射した入射光をこの線状導光体２０３の軸に直角な一方向に反射する多数の反射面２０６とこの反射面２０６で反射した反射光を線状導光体２０３外に出射する出射面２０７とが設けられる。
【０００７】
前記点光源２０１、２０２及び線状導光体２０３は溝状の反射材２０８内に配置され、この反射材２０８によって線状導光体２０３の光の出射方向を規制するようにしている。より具体的に説明すると、線状導光体２０３の反射面２０６を反射材２０８の溝底側に、出射面２０７を溝口側に位置させることにより、出射面２０７から光が溝口に向かって出射されるが、この出射光は視野角特性２０９で示されるように偏向して不均一に出射し、その分布も点光源２０１、２０２からの距離によって変化する。
【０００８】
反射材２０８の溝口は導光板２１０の一端縁で塞がれ、この溝口を塞でいる導光板２１０の端面２１１に線状光源装置２００が出射する全ての光が入射することになる。そして、この端面２１１は、導光板２１０内の配光を視野角特性２１２で示されるように均一にするために、いわゆるシボ加工によって微細な梨地状の粗面に形成されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このように、導光板２１０の端面２１１を粗面に加工することには、この粗面加工の費用が必要になる他に、例えば、導光板２１０の金型の抜き勾配との兼ね合いで入射光の配光を十分に均一にできないことが生じたり、端面２１１が金型からうまく離れず、粗面加工ができないことが生じたり、粗面加工した端面２１１が他物と擦れあって傷ついたり、樹脂粉が発生したりし易いなどの問題を伴っている。
【００１０】
本発明は、光が入射される導光板の端面を平滑面にすることによりこれら従来技術の課題を解消できるようにした線状光源装及びそれを用いた照明装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る線状光源装置は、前記線状導光体が、点光源より光線が入射する入射面と、当該線状導光体の軸方向に適当な間隔を置いて、入射面より入射した入射光を前記軸方向にほぼ直角な一方向に反射する多数の反射面と、これら反射面で反射された反射光を出射する出射面とを備え、この出射面を反射材の溝底面に対向させるとともに、反射材の溝底面が光を乱反射する散乱性反射面に形成され、出射面から出射させた光を前記溝底面で乱反射させて視野角特性を均一化した後、前記線状導光体の出射面からその反対側の側面に透過させて、この反対側の側面から出射させ、前記複数の反射面は、前記出射面の反対側の側面と、同一面側若しくは直交する面側に形成されるように構成する。そして、この線状光源装置と、この線状光源装置の光を一端面より入射され、表裏のいずれか一面又は両面より平面的に分散させて出射させる導光板と、で照明装置を構成する。
【００１２】
これによれば、点光源より線状導光体の端面を通過して線状導光体の反射面に入射した光は線状導光体の構成物の屈折率から決定される臨界角以内に絞られて線状導光体内を進み、その一部が反射面に到達し、この反射面に対して臨界角を越えた光は正反射して出射面に向かう。この光のうち出射面に対して臨界角を超えなかったものが出射面から線状導光体外に出射する。
【００１３】
このようにして出射面から出射する光は、従来の線状導光体の出射面から出射する光と同様に視野角度特性に偏向性があって不均一に出射し、しかもその分布が点光源からの距離によって変化する。
【００１４】
しかし、この出射光が反射材の溝底面を構成する散乱性反射面に当たると、ほぼ均一な視野角特性を有する反射光として線状導光体側に反射される。この視野角特性が略均一な反射光は、線状導光体の出射面からその中に入射し、一部分は反射面で反射されるものの、大部分は線状導光体を透過して出射面の反対側の側面から線状導光体外に出射される。
【００１５】
従って、この出射面と反対側の側面からの光が入射する導光板の入射面には視野角特性がほぼ均一な光が入射することになるので、導光板内での配光を均一にするために入射面を粗面にする必要はなくなり、入射面を平滑面にすることができる。
【００１６】
【発明の実施の態様】
本発明の一実施形態に係る線状光源装置を図面の基づき具体的に説明する。
【００１７】
図１の原理図、図２の正面断面図及び図３の側面断面図に示すように、本発明の一実施例に係る線状光源装置１は、これから出射される光を入射し、平面的に分散して出射する導光板２と組み合わせて例えば透過型液晶表示手段のバックライト或いは反射型液晶表示装置のフロントライトを構成する。
【００１８】
この線状光源装置１は、例えば白色ＬＥＤランプからなる一つの点光源１１と、線状導光体１２と、溝型の反射材１３とを備え、前記点光源１１を線状導光体１２の一端面からなる入射面１２１に対向させて、この点光源１１が出射する光を前記入射面１２１より線状導光体１２内に入射させるようにしている。
【００１９】
前記線状導光体１２は例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透光性を有する熱可塑性樹脂からなり、長方形断面を有する角軸状に形成される。
【００２０】
この線状導光体１２の一側面１２２には適当な間隔を置いて、頂角が略９０°のＶ字溝１２３が多数形成され、各Ｖ字溝１２３の溝側面で線状導光体１２内に入射した光の一部を前記一側面１２２と反対方向に反射する多数の反射面１２４が構成される。又、この一側面１２２のＶ字溝１２３以外の部分は面一に並ぶ平滑面１２５に形成されている。
【００２１】
前記一側面１２２の反対側の側面は、これらの平滑面１２５に平行な単一の平滑面からなり、各反射面１２４で反射された光の大部分を透過させて線状導光体１２外に出射させる平滑な出射面１２６を構成している。
【００２２】
前記反射材１３は溝型材からなるバッキングフレーム１３１と、この溝内面の全面に貼着された散乱性反射シート１３２とを備え、この溝内に前記点光源１１と線状導光体１２が配置される。
【００２３】
図３に示すように、前記線状導光体１２は、この溝内に、前記出射面１２６が溝底面１３３に対向し、その反対側の一側面１２２が溝口１３４に向かうように挿入される。
【００２４】
この出射面１２６と溝底面１３３とは小形化を図るために出来るだけ接近させることが好ましく、これらを互いに密着させることが更に好ましい。
【００２５】
又、線状導光体１２の他の側面１２８と反射材１３の溝側面１３５との間隔は、光の漏洩防止と小形化を図るために出来るだけ小さくすることが好ましく、これらを密着させることが更に好ましい。
【００２６】
なお、反射材１３には前記線状導光体１２の入射面１２１と反対側の端面１２７に対向して溝を閉じる溝端面１３６が設けられ、光に利用率を高めるために、この溝端面１３６の内側にも散乱性反射シート１３２を貼着してある。
【００２７】
前記反射材１３の溝口１３４は、導光板２の一端縁部によって閉じられ、後述するように、線状導光体１２の前記一側面１２２からこの導光板２に向かって出射された光が導光板２の入射面２１より導光板２内に入射することになる。
【００２８】
ところで、図１に示すように、点光源１１から出射し、入射面１２１より線状導光体１２内に入射した光３１は線状導光体１２の構成物の屈折率から決定される臨界角以内に絞られて線状導光体１２内を進み、その一部がいずれかの反射面１２４に到達し、この反射面１２４に対して臨界角を越えた光３２が正反射して出射面１２６に向かう。そして、この出射面１２６に向かう光３２のうち出射面１２６に対して臨界角を超えなかったものが出射面１２６から線状導光体１２外に出射する。
【００２９】
このようにして出射面１２６から出射する光３３は、従来の線状導光体の出射面から出射する光と同様に視野角度特性に偏向性があって不均一に出射し、しかもその分布が点光源１１からの距離によって変化している。
【００３０】
しかし、この出射光３３が反射材１３の溝底面１３３で散乱性反射シート１３２に当たると、ほぼ均一な視野角特性を有する反射光３４として線状導光体１２側に反射される。この視野角特性が略均一な反射光は、線状導光体１２の出射面１２６からその中に入射し、一部分は反射面１２４で反射されるものの、大部分は線状導光体１２を透過して反射面１２４の間の平滑面１２５から線状導光体１２外に出射し、導光板２の入射面２１に入射する。
【００３１】
従って、導光板２の入射面２１には視野角特性がほぼ均一な光３５が入射することになるので、この入射面２１を粗面に形成する必要はなくなり、平滑面に形成すればよいことになる。
【００３２】
そして、この入射面２１を平滑面に形成することにより、いわゆるシボ加工と呼ばれる粗面加工が不用になり、その加工費用を節約できる上、導光板２の入射光の配光を金型の抜き勾配との関係なく十分に均一にでき、しかも、導光板２の金型からの離型が容易になる。又、導光板２の入射面２１に他物が接触しても傷つき難くなり、削り屑が出難くなる。
【００３３】
この実施例では、点光源１１を一つにしているが、例えば図４の正面断面図に示すように、２つの点光源１１を線状導光体１２の両端に対向させ、線状導光体１２の両端面１２１、１２７から光を入射させるようにしても良い。
【００３４】
図５の正面断面図と図６の側面断面図とに示す本発明の他の実施形態に係る線状光源装置は、反射材１３の両溝側面１３５に対向させた線状導光体１２の両側面１２８に正面視において出射面１２６に対して４５°傾斜する方向に延びる多数の片流れＶ字溝１２９を形成し、図７の断面図に拡大して示すように、各側面１２８にほぼ９０°（例えば金型の抜き勾配を考慮した９５°）で交わるＶ字溝１２９の溝側面で反射面１２４が構成され、出射面１２６の反対側の側面１２２は単一の平滑面に形成されている。
【００３５】
この実施形態のその他の構成、作用ないし効果は前記一実施例と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。
【００３６】
図８の正面断面図に示す本発明の又他の実施形態に係る線状光源装置では、反射材１３の両溝側面１３５に対向させた線状導光体１２の一対の側面１２８にそれぞれ正面視において出射面１２６に対して４５°又は１３５°傾斜する方向に延びる多数の片流れＶ字溝１２９を形成し、線状導光体１２の両端外側に設けた１対の点光源１１から線状導光体１２に光を入射させるようにしている。
【００３７】
この実施形態のその他の構成、作用ないし効果は前例と同様であるので、これらの詳細な説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の線状光源装置は、前記線状導光体が、点光源より光線が入射する入射面と、当該線状導光体の軸方向に適当な間隔を置いて、入射面より入射した入射光を前記軸方向にほぼ直角な一方向に反射する多数の反射面と、これら反射面で反射された反射光を出射する出射面を備え、この出射面を反射材の溝底面に対向させるとともに、反射材の溝底面が光を乱反射する散乱性反射面に形成され、出射面から出射させた光を前記溝底面で乱反射させて視野角特性を均一化した後、前記線状導光体の出射面からその反対側の側面に透過させて、この反対側の側面から出射させる。
【００３９】
これにより、線状導光体に入射し、反射面で反射され、出射面から出射させた光を反射材の溝底の散乱性反射面に当てることにより、その視野角特性を均一化し、この視野角特性が均一化された光を線状導光体の出射面側からその反対側の側面に透過させ、導光板の入射面に入射させることが出来る作用が得られる。
【００４０】
その結果、導光板の入射面を平滑面に形成することができ、導光板の入射面を粗面加工する費用を節約できる上、導光板の入射光の配光を金型の抜き勾配との関係なく十分に均一にでき、しかも、導光板の金型からの離型が容易になるなどの効果を得ることができる。更に、導光板の入射面に他物が接触しても傷つき難くなり、削り屑が出難くなる等の効果も得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の正面断面図である。
【図３】本発明の側面断面図である。
【図４】本発明の正面断面図である。
【図５】本発明の正面断面図である。
【図６】本発明の側面断面図である。
【図７】図５のＩ−Ｉ線断面図である。
【図８】本発明の正面断面図である。
【図９】従来例の原理図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１１  点光源
１２  線状導光体
１３  反射材
１２１  入射面
１２４  反射面
１２６  出射面
１３３  溝底面
１３４  溝口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003561685.tif 000010
【図１０】
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