(57)【要約】【課題】導光部材を用いて表示部材をバックライト照明するにあたって、薄型化を達成し得る照明装置を提供する。【解決手段】表示部材２と、この表示部材２をバックライト照明するための複数の光源３と、表示部材２と光源３との間に配置される導光部材４１とを備え、導光部材４１は光源３からの光を入射する入射部４６と、この入射部４６から採り入れた光を表示部材２に沿うように拡散反射させる反射部４７と、この反射部４７によって拡散反射した反射光を表示部材２側に出射させる出射部４８とを有し、出射部４８との対向領域に反射部４７から出射部４８に至る光量を調整する光量調整部４９を設け、光量調整部４９は入射部４６と同一面上に形成されてなる。【選択図】  図３
2004303577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部材と、この表示部材をバックライト照明するための複数の光源と、前記表示部材と前記光源との間に配置される導光部材とを備え、
前記導光部材は前記光源からの光を入射する入射部と、この入射部から採り入れた光を前記表示部材に沿うように拡散反射させる反射部と、この反射部によって拡散反射した反射光を前記表示部材側に出射させる出射部とを有し、
前記出射部との対向領域に前記反射部から前記出射部に至る光量を調整する光量調整部を設け、前記光量調整部は前記入射部と同一面上に形成されてなることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
表示部材と、この表示部材をバックライト照明するための複数の光源と、前記表示部材と前記光源との間に配置される導光部材とを備え、
前記導光部材は前記光源からの光を入射する入射部と、この入射部から採り入れた光を前記表示部材に沿うように拡散反射させる反射部と、この反射部によって拡散反射した反射光を前記表示部材側に出射させる出射部とを有し、
前記出射部との対向領域に前記反射部から前記出射部に至る光量を調整する光量調整部を設け、前記入射部が前記光量調整部と前記出射部との間に形成されてなる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、導光部材を用いて表示部材をバックライト照明する照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の照明装置にあっては、例えば所定情報を表示する表示部材と、この表示部材をバックライト照明するための照明手段とを備えたものが一般的によく知られている。
【０００３】
この照明手段は、例えば蛍光管からなる線状光源と、この線状光源からの光が供給される照明板と、線状光源から照明板に至る照明経路中に配置される集光部材とを有している。この場合、照明板は透光性のアクリル樹脂からなり、平板状に形成され、その一側面には集光部材を通じて線状光源からの光が入光する入光部が設けられている。また、集光部材は照明板と同じく透光性のアクリル樹脂からなり、照明板の板面方向とは直交する方向（照明板の板厚方向）に沿って延びる板状に成され、線状光源からの光を採り入れる採光部と、この採光部から採り入れた光を照明板の入光部側に反射する反射面と、照明板の入光部に対向配置され反射面からの光を照明板の入光部に照射する照射部とを有しており、採光部は線状光源に対向するように配設されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０６８３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の照明装置の場合、線状光源が照明板の板厚方向に対して照明板とは離間するように配置されると共に、この離間している部分に線状光源からの光を照明板に効率よく供給するための集光部材が配設されている構成であるため、集光部材を線状光源の発光面近傍まで延長する必要があり、これにより照明板と集光部材とで構成される導光部材が大型化してしまうという問題を有していた。また、集光部材を廃止して線状光源の発光面を照明板の側面部（入光部）に対向配置させることで装置の薄型化は可能である。ところが、この状態では線状光源の発光面からの発せられた光が入光部を通じてダイレクトに照明板内に導光されるため、照明板の背面に光散乱処理等が施されていたとしても表示部材のバックライト照明時における輝度ムラが生じやすくなり、更なる改良が望まれていた。
【０００６】
本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、導光部材を用いて表示部材をバックライト照明するにあたって、薄型化を達成し得る照明装置を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するため、表示部材と、この表示部材をバックライト照明するための複数の光源と、前記表示部材と前記光源との間に配置される導光部材とを備え、前記導光部材は前記光源からの光を入射する入射部と、この入射部から採り入れた光を前記表示部材に沿うように拡散反射させる反射部と、この反射部によって拡散反射した反射光を前記表示部材側に出射させる出射部とを有し、前記出射部との対向領域に前記反射部から前記出射部に至る光量を調整する光量調整部を設け、前記光量調整部は前記入射部と同一面上に形成されてなることを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、表示部材と、この表示部材をバックライト照明するための複数の光源と、前記表示部材と前記光源との間に配置される導光部材とを備え、前記導光部材は前記光源からの光を入射する入射部と、この入射部から採り入れた光を前記表示部材に沿うように拡散反射させる反射部と、この反射部によって拡散反射した反射光を前記表示部材側に出射させる出射部とを有し、前記出射部との対向領域に前記反射部から前記出射部に至る光量を調整する光量調整部を設け、前記入射部が前記光量調整部と前記出射部との間に形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１から図６は本発明の実施形態を示すもので、以下、これらに基づいて本発明の実施形態を例えば複写機の操作パネルに搭載される照明装置に適用した場合について説明する。なお、図１は本発明の実施形態による照明装置の分解斜視図、図２は同実施形態による照明装置の縦断面図、図３は同実施形態による照明装置の横断面図、図４は同実施形態による導光部材の背面図、図５は同実施形態による表示部材及び回路基板と接続部材との位置関係を示す平面図、図６は同実施形態による表示部材と接続部材との接合状態を示す断面図である。
【００１０】
図１から図３において、本実施形態による照明装置は前面フレーム１と、この前面フレーム１の背後に配置される表示部材２と、この表示部材２をバックライト照明する光源３と、この光源３から表示部材２に至る照明経路中に配置される板状部材４と、板状部材４の背後に配置され且つ前面フレーム１の背後を覆う回路基板５と、この回路基板５と板状部材４との間に介在するスペーサ部材６と、表示部材２と回路基板５との間に介在しこれらを導通接続する接続部材７とから構成される。
【００１１】
前面フレーム１は、例えば白色系の合成樹脂材料からなり、略枠状に形成され、表示部材２や板状部材４等を収納する収納部材であり、表示部材２の表示領域を臨ませてなる表示窓部１１と、回路基板５の後述する位置決め孔に対応した位置に形成され外側に突出する一対の第１の突出部１２と、これら第１の突出部１２の外側に位置して第１の突出部１２と同一方向に突出する一対の第２の突出部１３とを備えている。
【００１２】
この場合、第１，第２の突出部１２，１３は共に略半円板状からなり、各第１の突出部１２には回路基板５側に延びる位置決めピン１４が形成されている。なお、各第２の突出部１３並びに図１中、上側となる前面フレーム１の角部１５近傍には回路基板５の後述するネジ孔に対応した位置に形成されネジＢが螺合する図示しない螺合部が形成されている。
【００１３】
表示部材２は、例えば１対のガラス基板間に液晶を封入した液晶パネルからなり、前面ガラス２１と背面ガラス２２とを有し、背面ガラス２２は前面ガラス２１よりも幅狭に形成されている。なお、２３は背面ガラス２２から露出する前面ガラス２１の背面箇所に設けられる電極端子であり、この電極端子２３はＩＴＯ等からなり、表示部材２の図示しない素子電極に電気的に接続され、所定間隔を有して列状に複数配列されている（図５参照）。また、２４は電極端子２３群の外側に形成される四角形状からなる一対のダミー電極である。
【００１４】
光源３は、例えば青色光を発するチップ型発光ダイオードからなり、回路基板５上に搭載され、板状部材４の後述する導光部材内に光供給する発光体である。また本実施形態の場合、光源３は回路基板５の長手方向とは直交する方向であって、且つ回路基板５の相対する側面Ｌ１，Ｌ２に沿うように２個ずつ配置されている。
【００１５】
板状部材４は、光源３の光を表示部材２に導くための導光部材４１と、この導光部材４１と表示部材２との間に配置され、導光部材４１から表示部材２に向かう光源３の光を均一化させるためのＰＥＴシートからなる拡散板４２と、光源３からの光を効率的に表示部材２側に反射させる反射板４３とを備えている。
【００１６】
導光部材４１は、例えば透光性のアクリル樹脂からなり、略平板状に形成され、表示部材２の板面に沿うように板状に延びる平板部４４を有しており、この平板部４４の長手方向に対する両側面（端部）には面取が施されており、前記面取によって導光部材４１は、図３に示すように前記長手方向に対する断面形状が略台形形状となるように形成される。なお、本実施形態の場合、断面略台形形状からなる導光部材４１は、拡散板４２と対向する後述する出射部である平板部４４上面箇所が反射板４３と対向する導光部材４１（平板部４４）の底面４５箇所よりも幅狭となるように設定されている。
【００１７】
そして、この断面略台形形状に形成された導光部材４１の底面４５における各光源３の発光面３１に対向する箇所には各光源３からの光を導光部材４１内に入射させるための複数の入射部４６が形成されると共に、さらに図３中、各入射部４６の真上には前記面取によって傾斜状に形成され、入射部４６を通じて導光部材４１内に採り入れた光を平板部４４内に拡散反射させるための反射部４７が設けられている。
【００１８】
４８は、平板部４４の前記上面となる位置に形成され、反射部４７によって平板部４４内に拡散反射された光を反射板４２（表示部材２）側に出射させるための出射部であり、この出射部４８と拡散板４２との間には必要に応じて拡散板４２の外周に沿うように例えば枠状からなる遮光シート（図示せず）を配置して、前記遮光シートにより光源３からの光が外部に洩れるのを抑制するようにしてもよい。また、出射部４８と対向する平板部４４の底面４５箇所には、反射部４７から出射部４８に至る照明経路中に形成され、反射部４７によって平板部４４内に拡散反射された光が出射部４８から出射される際に、その出射光量を調整するための光量調整部４９形成されている。
【００１９】
この光量調整部４９は、図４に示すように、例えば白色系のインクを用いて、入射部４６の非形成領域となる導光部材４１の底面４５箇所にスクリーン印刷された網点状の着色印刷層からなる。そして、網点を形成するドットパターン（丸形に限らない）の所定単位面積当たりの大きさは、両側面側（入射部４６）から導光部材４１の底面４５の中央部に向かうに従って粗から密となるように設定されている。
【００２０】
すなわち、本実施形態の場合、前記ドットパターンの単位面積当たりの大きさは光源３からの距離が遠い底面４５の前記中央部が最も密となり、前記中央部から光源３に近づくに従って粗となるように設定されている。これにより、光量調整部４９にあたる光源３からの光のうち前記ドットパターンの単位面積当たりの大きさが密である前記中央部では多くの光が出射部４８側に反射され、前記ドットパターンの単位面積当たりの大きさが粗である入射部４６側では出射部４８側に反射される光量は少ないものとなる。
【００２１】
このとき、本実施形態では、入射部４６と光量調整部４９とは底面４５において同一面上に形成される構成となる。従って、従来のように導光部材（照明板）の板厚方向に対して導光部材と光源とを離間させると共に、この離間している部分に光源からの光を効率よく供給させるための集光部材を配設することが不要となり、しかも導光部材４１が各光源３に近接配置されるため、例えば図３に示すように、表示部材２の板面方向とは直交する方向（表示部材２の板厚方向）における装置全体の厚みが薄くなり、これにより装置全体を従来に比べて薄型化にすることが可能となる。
【００２２】
反射板４３は、例えばＰＥＴシートからなり、その長手方向における両端面４３１には各光源３に対応して形成される略「コ」字状からなる切り欠き部４３２が形成されており、これにより各光源３の発光面３１から発せられた光は切り欠き部４３２を通過して導光部材４１の入射部にダイレクトに入射されるようになっている。
【００２３】
また、反射板４３の長手方向とは直交する方向における両端面４３３には反射板４３の板面とは直交する方向に折り曲げられる折り曲げ部４３４が形成されている。これら折り曲げ部４３４は、本実施形態の場合、表示部材２側（回路基板５とは反対側）に延びるように反射板４３の前記板面に対して直角に折り曲げられ、導光部材４１の長手方向における導光部材４１側面を覆うように構成される。従って、この折り曲げ部４３４と対向する導光部材４１側面箇所から導光部材４１外部に洩れる洩れ光は、反射板４３の折り曲げ部４３４によって導光部材４１内に再反射されることになる。
【００２４】
回路基板５は、例えばガラスエポキシ系基材に配線パターン（図示せず）を施した硬質回路基板からなり、前面フレーム１の背後を覆うように板状に形成され、光源３と、表示部材２の駆動・制御を行う駆動手段（図示せず）や例えば抵抗、コンデンサ等の各種回路部品（図示せず）が前記配線パターンに導通接続されている。
【００２５】
また、５１は接続部材７を介して表示部材２の電極端子２３と電気的に接続される電極部であり、この電極部５１は回路基板５の長手方向に沿うように所定間隔を有して列状に複数形成されている。また、各電極部５１は、例えばカーボン電極によって形成され、前記各カーボン電極が前記配線パターンに導通接続されている。そして、電極部５１群の外側には四角形状からなる一対のダミー電極５２が形成されている。
【００２６】
なお、５３は前面フレーム１の各位置決めピン１４に対応して形成される２つの位置決め孔であり、５４は回路基板５の角部近傍に形成される４つのネジ孔である。そして、前面フレーム１と回路基板５とが重なるように各位置決めピン１４を各位置決め孔５３に貫通させることで回路基板５に対する前面フレーム１の配設位置が位置決めされると共に、各ネジ孔５４が前面フレーム１の前記螺合部に対向するように配置される。従って、ネジＢはネジ孔５４を通じて前記螺合部に螺合可能となり、これによりネジＢを各ネジ孔５４を介して前記各螺合部に螺合することで前面フレーム１が回路基板５上に位置決め固定されるようになっている。
【００２７】
スペーサ部材６は、ポリエチレン等の発泡材からなり、薄板矩形状に形成され、板状部材４を表示部材２に対して平行状態に保持するための保持部材としての機能を有している。また、スペーサ部材６は、回路基板５上に搭載される光源３並びに回路基板５上に形成される各電極部５１の非形成領域となる板状部材４と回路基板５との間に介在している。従って、スペーサ部材６を板状部材４と回路基板５との間における前記非形成領域に介在させると、前面フレーム１，板状部材４，回路基板５及びスペーサ部材６とによって囲まれる空間は空間部Ｓが形成され、この空間部Ｓ内に各光源３が収納されると共に、接続部材７を引き回し可能にしている。なお本実施形態の場合、スペーサ部材６は予め板状部材４の反射板４３背面に両面テープ等で貼り付けておいてもよい。
【００２８】
７は、ヒートシールコネクタからなる接続部材であり、本実施形態ではこの接続部材７を略「Ｓ」字状に迂回させて表示部材２と回路基板５とを接続している。また、この接続部材７は図５に示すようにＰＥＴ等からなる樹脂フィルム７１上に、表示部材２の各電極端子２３及び回路基板５の各電極部５１を電気的に接続するための接続用導体７２と、この接続用導体７２の外側であって接続部材７の角部近傍に設けられるダミー導体７３とを備えている。なお、図５における接続部材７には、その両端部のみが示されており、折り曲げ箇所となる接続部材７の中間部は図示を省略してある。
【００２９】
接続用導体７２は、所定の配列ピッチ及び所定幅を有するように接続部材７の幅方向に沿って列状に配列され、その前記両端部は表示部材２の各電極端子２３及び回路基板５の各電極部５１にそれぞれ対応するように設けられている。
【００３０】
また、各ダミー導体７３は接続用導体７２と同材料からなり、四角形状に形成され、回路基板５の一対のダミー電極５２に対応した位置（図５中、上側）に形成される第１のダミー導体７４と、表示部材２の一対のダミー電極２４に対応した位置（図５中、下側）に形成される第２のダミー導体７５とを有している。そして、接続用導体７２及びダミー導体７３上には、異方性導電粒子が混入された異方性導電接着層７６（図６参照）が形成されている。
【００３１】
ここで、図５，図６を用いて接続部材７に対する表示部材２の接続作業例について説明する。まず、表示部材２の一対のダミー電極２４と接続部材７の一対の第２のダミー導体７５とを位置合わせすることで、表示部材２の電極端子２３群が接続部材７の接続用導体７２群に位置合わせされ、次に、この状態で接続部材７の表示部材２に対向する各端部を熱圧着することにより、図６に示すように異方性導電接着層７６によって電極端子２３群が接続用導体７２群に電気的に接続される。なお、接続部材７と回路基板５との接続作業は前述のごとき接続部材７と表示部材２との接続作業と同一のため、その説明は省略するものとする。
【００３２】
このような構成において、各光源３が点灯すると、この各光源３の発光面３１から発せられた光は、反射板４３の切り欠き部４３２を通過して各光源３に対応する導光部材４１の各入射部４６にそれぞれ入射され、これら入射部４６によって平板部４４（導光部材４１）内に採り入れられた光は各入射部４６の真上に位置する反射部４７を通じて表示部材２に沿うように平板部４４の外側から平板部４４の中央に向かうように拡散反射される。
【００３３】
このように導光部材４１の両側面（両端面）に位置する反射部４７から平板部４４の中央に向かう光は平板部４４内で拡散反射され、この拡散反射光が出射部４８から出射するものである。この際、前記拡散反射光の一部は出射部４８から出射されずに、導光部材４１の底面４５に到達する光と、反射板４３の折り曲げ部４３４に対向する導光部材４１の側面箇所に到達する光とに大別される。
【００３４】
このうち、導光部材４１の底面４５に到達する光は、底面４５に形成されている光量調整部４９によって表示部材２側に反射されるものと、底面４５を通過して反射板４３に向かう光とにさらに別れ、光量調整部４９並びに反射板４３にあたった光は、共に表示部材２側に反射されることになる。また、この場合、拡散板４２（表示部材２側）に向かう光は導光部材４１の出射部４８に出射される際に略均一となるように光量調整部４９によって光量が調整されている。
【００３５】
ここで、光量調整部４９は光源３からの距離が離れるほど前記ドットパターンの単位面積当たりの大きさが密に設定され、しかも光量調整部４９における前述した領域Ｒ１，Ｒ２が最も密に設定されているため、底面４５の前記中央部において光量調整部４９によって多くの光を表示部材２側に反射させ、光源３からの距離が近くなるに従って前記ドットパターンを粗にして光量調整部４９による表示部材２への光の反射を少なめにしている。従って、出射部４８から出射される光はその光量が調整されたものとなり、且つ拡散板４２によってさらに均一化され、この拡散板４２によって均一化された光が表示部材２を透過することで、表示部材２をその全体に渡って略均一的にバックライト照明することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では光量調整部４９を通じて出射部４８から出射されない前記拡散反射光の一部が光量調整部４９の抜きエリアとなる底面４５箇所及び反射板４３の折り曲げ部４３４に対向する導光部材４１の側面箇所から導光部材４１の外部に洩れ光として洩れたとしても、この洩れ光はそれぞれ反射板４３によって導光部材４１内に再反射されるため、出射部４８に出射する出射光量を効率よく補うことができる。
【００３７】
以上のように本実施形態では、表示部材２と、この表示部材２をバックライト照明するための複数の光源３と、表示部材２と光源３との間に配置される導光部材４１とを備え、導光部材４１は光源３からの光を入射する入射部４６と、この入射部４６から採り入れた光を表示部材２に沿うように拡散反射させる反射部４７と、この反射部４７によって拡散反射した反射光を表示部材２側に出射させる出射部４８とを有し、出射部４８との対向領域に反射部４７から出射部４８に至る光量を調整する光量調整部４９を設け、光量調整部４９は入射部４６と同一面上に形成されてなることにより、表示部材２の板厚方向における装置全体の厚みが薄くなり、装置全体を薄型化にすることが可能となる。
【００３８】
図７は、本発明の第２実施形態を示しており、本実施形態では前記第１実施形態にて採用した導光部材４１（平板部４４）の板面方向と直交する方向（導光部材４１の板厚方向）における断面形状が略凸部形状からなり、光源３に対応する導光部材４１の板厚方向における肉厚は、光量調整部４９に対応する導光部材４１の板厚方向における肉厚よりも肉薄となるように設定されている例を示している。
【００３９】
すなわち、かかる第２実施形態における光源３からの光が入射する入射部４６０は導光部材４１の底面４５の同一面上には形成されずに、この底面４５よりも表示部材２側（底面４５と出射部４８との間）に形成されている。さらに、入射部４６０と底面４５との境界部には、入射部４６０から底面４５側に向かうに従って回路基板５側に延びる傾斜面４６１が設けられている。
【００４０】
従って、かかる実施形態においては、入射部４６０が底面４５よりも表示部材２側に形成されていることで、回路基板５上に搭載される光源３を前記第１実施形態の場合よりも表示部材２により近い位置に配設することが可能となるため、スペーサ部材６の板厚がさらに薄くなり、これによりさらなる装置の薄型化を達成することが可能となる。
【００４１】
また、入射部４６０から入射した光源３の光は、前記第１実施形態と同様に、入射部４６０の真上に位置する反射部４７によって、平板部４４内に拡散反射されるが、このとき入射部４６０と平板部４４の底面４５との前記境界部には傾斜面４６１が設けられている。従って、このように傾斜面４６１を設定することで平板部４４の底面４５（光量調整部４９）側には反射部４７を通じて効率よく反射部４７による拡散反射光が供給され、しかも平板部４４内に拡散反射された前記拡散反射光は光量調整部４９によって光量の調整されたものとなって出射部４８側に効率よく出射されるため、前記第１実施形態と同様に表示部材２をその全体に渡って略均一的にバックライト照明することができる。
【００４２】
なお前記第２実施形態では、入射部４６０と底面４５との前記境界部に傾斜面４６１を設けた場合について説明したが、この傾斜面４６１の採用については任意であり、例えば前記境界部を底面４５（入射部４６０）と直交する階段状からなる壁面として形成してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、初期の目的を達成することができ、導光部材を用いて表示部材をバックライト照明するにあたって、薄型化を達成し得る照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による照明装置の分解斜視図。
【図２】同実施形態による照明装置の縦断面図。
【図３】同実施形態による照明装置の横断面図。
【図４】同実施形態による導光部材の背面図。
【図５】同実施形態による表示部材及び回路基板と接続部材との位置関係を示す平面図
【図６】同実施形態による表示部材と接続部材との接合状態を示す断面図。
【図７】本発明の第２実施形態による照明装置の要部断面図。
【符号の説明】
１    前面フレーム
２    表示部材
３    光源
４    板状部材
５    回路基板
６    スペーサ部材
７    接続部材
３１    発光面
４１    導光部材
４２    拡散板
４３    反射板
４４    平板部
４５    底面
４６    入射部
４７    反射部
４８    出射部
４９    光量調整部
【図１】
2004303577.tif 000003
【図２】
2004303577.tif 000004
【図３】
2004303577.tif 000005
【図４】
2004303577.tif 000006
【図５】
2004303577.tif 000007
【図６】
2004303577.tif 000008
【図７】
2004303577.tif 000009