(57)【要約】【課題】  液晶ディスプレイのバックライトユニットなどに用いられる複数本の冷陰極管が組み込まれた従来の照明装置は、冷陰極管の交換が非常に面倒である。【解決手段】  本発明による照明装置は、裏面側に電源回路１３が取り付けられるベースボード１１と、このベースボード１１の表面に固定されて電源回路１３に接続するコネクタ１７ａ，１７ｂと、このコネクタ１７ａ，１７ｂに対して取り外し可能に連結されるランプソケット１６ａ，１６ｂと、このランプソケット１６ａ，１６ｂに装着されてコネクタ１７ａ，１７ｂに導通し、冷陰極管１４のディメット線１５が取り外し可能に接続されるコンタクトピン１８ａ，１８ｂとを具え、ベースボード１１の表面側から冷陰極管１４の着脱を行うことができ、電源回路１３にて発生する高周波ノイズは、電源回路１３とディスプレイとの間に介在するベースボード１１によって遮断することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏面側に電源回路が取り付けられるベースボードと、
このベースボードの表面に固定されて前記電源回路に接続するコネクタと、
このコネクタに対して取り外し可能に連結されるランプソケットと、
このランプソケットに装着されて前記コネクタに導通し、光源の端子電極が取り外し可能に接続されるコンタクトピンと
を具えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記端子電極を覆うように前記ランプソケットに対して取り外し可能に固定されるカバーをさらに具えたことを特徴する請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記ベースボードと光源との間に配されて光源からの光を前記ベースボードと反対側に反射するリフレクタをさらに具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
光源を挟んでリフレクタと対向するように配された光拡散板をさらに具えたことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ベースボードと前記リフレクタと前記光拡散板とを囲んでこれらを支持する枠状のフレームをさらに具えたことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記ベースボードが前記フレームの底板を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
電源回路がインバータを含むことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の照明装置。
【請求項８】
光源が冷陰極管であって、その端子電極がディメット線であり、前記コンタクトピンは、前記ディメット線が差し込まれるスリットを有することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源の端子電極と電源回路とを機械的に接続し得る照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バックライトユニットは、例えば透過型液晶ディスプレイなどの照明装置として、液晶テレビジョンや携帯型電話機などで用いられている。液晶テレビジョンなどの大型のディスプレイにバックライトユニットを組み込む場合、このバックライトユニットから出射する照明光の出射方向の偏りや、輝度分布の均一性について特に留意する必要がある。このため、大型のバックライトユニットにおいては、光源として複数本の冷陰極管を組み合わせて用いることが多い。
【０００３】
特許文献１には発光ランプなどの光源と、この光源が取り付けられるケーシングと、このケーシングの背面側に配された複数のインバータを含む電源回路などを具えたバックライトユニットが開示されている。この特許文献１のバックライトユニットは、発光ランプの先端部が位置するケーシングの部分にリード線通し孔を形成し、電源回路のインバータに近接して配された発光ランプとインバータとをこのリード線通し孔を介してリード線により接続するようにしたものである。また、特許文献２には光源の口金部をばねクリップにて把持する技術が開示されている。さらに、特許文献３には光源およびこの光源に電力を供給するためのリード線が一体的に組み込まれたリフレクタを導光板に対してスライド機構により分離可能とし、これによって光源の着脱操作を容易にした技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２００１７２号公報
【特許文献２】特開平５−１００２２４号公報
【特許文献３】特開平６−５１２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたバックライトユニットの場合、発光ランプの交換時に発光ランプに接続する電線も一緒に交換する必要があり、新たな発光ランプに連結された電線を電源接続ホールに通して電源回路に接続するための手間が嵩み、作業性が悪い。また、特許文献２に開示されたバックライトユニットの場合、冷陰極管の口金部の寸法形状の規格が統一されていないため、使用する冷陰極管の口金部の寸法形状に応じてばねクリップを製造する必要がある。これは、製造メーカ毎および冷陰極管の製品毎に口金部の寸法形状が異なっていることに起因し、利便性に欠け、汎用性に乏しい。さらに、特許文献３に開示されたバックライトユニットの場合、光源のみならず、リード線やリフレクタまでも一体的に交換する必要があるため、交換部品のコストが嵩んで経済的に問題がある。
【０００６】
ところで、バックライトユニットの光源として用いられる冷陰極管は、コンパクト化のために端子電極としてディメット線が採用される。このディメット線と電源回路に接続するリード線とを連結する場合、スリーブ状のプラグを介して両者をかしめたり、あるいははんだ付けにより両者を接合するようにしている。このため、光源の交換の際にはディメット線とリード線との着脱作業も併せて必要となり、そのための手間が余計に掛かってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、光源の交換作業を容易かつ迅速に行い得る照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による照明装置は、裏面側に電源回路が取り付けられるベースボードと、このベースボードの表面に固定されて前記電源回路に接続するコネクタと、このコネクタに対して取り外し可能に連結されるランプソケットと、このランプソケットに装着されて前記コネクタに導通し、光源の端子電極が取り外し可能に接続されるコンタクトピンとを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明においては、ベースボードのコネクタに対してランプソケットを取り外し可能に連結し、このランプソケットに装着されたコンタクトピンに対して光源の端子電極を取り外し可能に接続する。電力は、ベースボードの裏面に取り付けられた電源回路から、上述したコネクタのコンタクトピンに接続する端子電極を介して光源へと供給される。
【００１０】
本発明による照明装置において、端子電極を覆うようにランプソケットに対して取り外し可能に固定されるカバーを具えることができる。
【００１１】
また、ベースボードと光源との間に配されて光源からの光をベースボードと反対側に反射するリフレクタを具えることができる。この場合、光源を挟んでリフレクタと対向するように配された光拡散板を具えることができ、ベースボードとリフレクタと光拡散板とを囲んでこれらを支持する枠状のフレームをさらに具えることができる。ベースボードがフレームの底板を兼ねているものであってよい。
【００１２】
電源回路がインバータを含むものであってよい。
【００１３】
光源が冷陰極管の場合、その端子電極がディメット線であってよく、この場合、ディメット線が差し込まれるスリットをコンタクトピンに形成することが有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の照明装置によると、裏面側に電源回路が取り付けられるベースボードと、このベースボードの表面に固定されて電源回路に接続するコネクタと、このコネクタに対して取り外し可能に連結されるランプソケットと、このランプソケットに装着されてコネクタに導通し、光源の端子電極が取り外し可能に接続されるコンタクトピンとを具えているので、コンタクトピンに対して光源の端子電極を着脱するだけでベースボードの表面側から光源の装着または取り外しを容易に行うことができる。
【００１５】
端子電極を覆うようにランプソケットに対して取り外し可能に固定されるカバーをさらに具えた場合、コンタクトピンと端子電極との接続状態をより確実に維持することができる。
【００１６】
ベースボードと光源との間に、光源からの光をベースボードと反対側に反射するリフレクタを配した場合、光源から出射する光をさらに有効に利用することができる。また、光源を挟んでリフレクタと対向するように光拡散板を配した場合、照明光の輝度分布をより均一化させることができる。ベースボードとリフレクタと光拡散板とを囲んでこれらを支持する枠状のフレームを具えた場合、照明装置の強度を向上させることができる。特に、ベースボードがフレームの底板を兼ねている場合、部品点数を増加させずともフレーム全体の強度を確保することができる。
【００１７】
電源回路がインバータを含む場合、この照明装置を用いたディスプレイと電源回路との間にベースボードを介在させることが可能となり、インバータからの高周波ノイズをベースボードによって遮断することができる。
【００１８】
光源が冷陰極管であり、その端子電極がディメット線であって、このディメット線が差し込まれるスリットをコンタクトピンに形成した場合、光源の端子電極とコンタクトピンとの接続を容易かつ迅速に行うことができ、振動などに対しても信頼性の高い接続状態を維持することができる。また、ディメット線に対するはんだ付け作業が不要となり、はんだに含まれる鉛などに対する管理や対策をする必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による照明装置を透過型液晶ディスプレイのバックライトユニットとして応用した実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【００２０】
本実施形態によるバックライトユニットの外観を分解状態で図１に示し、一方のコネクタおよびランプソケットの部分を抽出拡大して分解状態で図２に示し、他方のランプソケットの部分を抽出拡大して分解状態で図３に示し、ベースボードとリフレクタとの連結部分の断面構造を図４に示し、ランプソケットとリフレクタとの連結部分の断面構造を図５に示し、光源の部分の断面構造を図６に示す。本実施形態のバックライトユニットは、ベースボード１１の裏面にインバータ１２を含む電源回路１３を実装するとともにベースボード１１の表面側に冷陰極管１４の端子電極であるディメット線１５が接続されるランプソケット１６ａ，１６ｂおよびこれらランプソケット１６ａ，１６ｂが連結されるコネクタ１７ａ，１７ｂを設けたものである。
【００２１】
矩形の板状をなすベースボード１１は、電気絶縁性および耐熱性を有するガラスエポキシ樹脂，紙エポキシ樹脂，ポリアミド，ポリイミド，セラミックスなどの他、アルミニウムなどの放熱性に優れたからものを積層状態で適宜組み合わせることができる。このベースボード１１の裏面側には、高周波数および高電圧にて冷陰極管１４を点灯させるためのインバータ１２を実装した電源回路１３が形成されている。この電源回路１３の一部を構成するインバータ１２は、図示しない発振回路，駆動回路，昇圧回路，電流検出回路および波形成型回路などを含む。
【００２２】
ベースボード１１の表面側の長手方向両端縁部には、２種類のコネクタ１７ａ，１７ｂがそれぞれ一直線状をなして所定間隔毎に配設されている。その内の一方は、インバータ１２に接続して電源回路１３の出力端子の役目を担う。他方のコネクタ１７ｂは、単にベースボード１１の表面に固定されてランプソケット１６ｂを保持するだけであり、電源回路１３には接続しないものである。これら各コネクタ１７ａ，１７ｂにはランプソケット１６ａ，１６ｂを介して冷陰極管１４がそれぞれ２本ずつ連結されるようになっている。
【００２３】
両端部からディメット線１５が端子電極として突出する細長い冷陰極管１４は、コネクタ１７ａ，１７ｂの配列方向に沿って一定間隔でベースボード１１の長手方向と平行な状態でその表面側に配される。各冷陰極管１４のディメット線１５は、コネクタ１７ａ，１７ｂに対して着脱可能に嵌着されるランプソケット１６ａ，１６ｂに取り付けられた２種類のコンタクトピン１８ａ，１８ｂに対してそれぞれ取り外し可能に連結される。一方のコンタクトピン１８ａの先端部はランプソケット１６ａから突出してコネクタ１７ａのピン連結孔１９に差し込まれ、コネクタ１７ａに対して電気的に接続する。他方のコンタクトピン１８ｂは、２本の冷陰極管１４のディメット線１５を相互に直列に接続するためのものであり、他方のコネクタ１７ｂとの間での電気的な接続は持たない。これらコンタクトピン１８ａ，１８ｂの先端側には、Ｖ字状に広がる溝幅を上端部に有するスリット２０が形成され、このスリット２０に冷陰極管１４のディメット線１５が差し込まれ、コンタクトピン１８ａ，１８ｂと冷陰極管１４のディメット線１５との間での電気的接続がなされる。このスリット２０の幅をディメット線１５の線径よりも若干狭く設定しておくことにより、ディメット線１５とコンタクトピン１８ａ，１８ｂとを確実に接触させることができる。他方のランプソケット１６ｂに取り付けられる２つのコンタクトピン１８ｂは、連結部２１を介して相互に一体化され、２本の冷陰極管１４のディメット線１５を直列に接続する機能を持つ。
【００２４】
２種類のコネクタ１７ａ，１７ｂは、共に外側がＡＢＳ樹脂や塩化ビニル樹脂などにて形成され、基本的に同一な構造を有している。これらコネクタ１７ａ，１７ｂには、一対の着脱案内溝２２に沿って全体がランプソケット１６ａ，１６ｂに対して緊密に嵌まり込むように、ピン連結孔１９を囲む位置決め凹部２３がコネクタ１７ａ，１７ｂに形成されている。これにより、コネクタ１７ａ，１７ｂに対するランプソケット１６ａ，１６ｂの安定した位置決めを行うことができるようになっている。
【００２５】
一方のコネクタ１７ａにおけるピン連結孔１９を画成する筒状の受けスリーブ２４は、リン青銅などのばね性が良好な導電金属にて形成され、ベースボード１１を貫通してベースボード１１の裏面の電源回路１３にはんだなどを用いて連結されている。他方のコネクタ１７ｂには、これに組み付けられる２本の冷陰極管１４のディメット線１５を直列に接続する機能を持たせているため、受けスリーブ２４を用いてピン連結孔１９を形成する必要はない。
【００２６】
ランプソケット１６ａ，１６ｂもコネクタ１７ａ，１７ｂと同様に、全体がＡＢＳ樹脂や塩化ビニル樹脂などにて形成され、コネクタ１７ａ，１７ｂの着脱案内溝２２や位置決め凹部２３と対応した図示しない案内凸部および位置決め凸部をそれぞれ有する。また、冷陰極管１４の端部を弾性力を利用して保持する馬蹄形状の管受け部２５がコンタクトピン１８ａ，１８ｂのスリット２０と整列するように形成されている。ランプソケット１６ａ，１６ｂに取り付けられる２種類のコンタクトピン１８ａ，１８ｂは、共にリン青銅などの導電性の良好な板金をプレス成形したものであり、これらをぐらつかせることなく収容するための収容部２６が各ランプソケット１６ａ，１６ｂに形成されている。前述したように、他方のランプソケット１６ａ，１６ｂに取り付けられるコンタクトピン１８ａ，１８ｂは、連結部２１を介して相互に一体化されたものである。
【００２７】
このように、本実施形態では２本一組の冷陰極管１４毎に電源回路１３に接続するようにしているが、冷陰極管１４を１本ずつ電源回路１３に接続することも可能であり、この場合には他方のコネクタ１７ｂおよびランプソケット１６ｂを一方のコネクタ１７ａおよびランプソケット１６ａと同一構成にすることが可能である。
【００２８】
本実施形態では、ランプソケット１６ａ，１６ｂから冷陰極管１４が抜け外れるのを防止するため、ランプソケット１６ａ，１６ｂに対して取り外し可能に固定されるカバー２７を具えている。電気絶縁性の樹脂にて形成されるカバー２７には、ランプソケット１６ａ，１６ｂの側壁部に形成された係止爪２８に対して係止し得る弾性変形可能な係止レバー２９が複数対（図示例では２対）形成されている。これら係止レバー２９が係止爪２８に係合した状態においては、カバー２７に一体的に突設した押えピン３０がディメット線１５に当接し、これをコンタクトピン１８ａ，１８ｂのスリット２０の底に押し当てることによって、ディメット線１５とコンタクトピン１８ａ，１８ｂとの電気的接触を補償している。
【００２９】
ベースボード１１の表面側には、光源である冷陰極管１４からの光を後述する光拡散板３１側へと反射させるリフレクタ３２が組み込まれる。このリフレクタ３２は、アルミニウムや鉄などの金属薄板をプレス成形したものであり、各冷陰極管１４を基準として所定曲率の円弧面を波形に連続させた形状を有する。この場合、隣接する円弧面の境界部分３３を冷陰極管１４と正対させたり、あるいはこの境界部分３３を隣接する冷陰極管１４の中間位置に配することが可能である。リフレクタ３２の反射率を高めるため、その表面に白色塗装やめっき処理を施すことも有効である。リフレクタ３２は、一方のランプソケット１６ａと他方のランプソケット１６ｂとの間に位置し、両端部がこれらに連結された状態となっている。すなわち、各ランプソケット１６ａ，１６ｂにはリフレクタ３２の側端縁部に所定間隔で形成された係止孔３４に対して係止し得る係止爪３５が設けられ、各ランプソケット１６ａ，１６ｂの係止爪３５によってリフレクタ３２の位置が規定される。リフレクタ３２は、ベースボード１１の裏面側から差し込まれる固定ねじ３６によって、ベースボード１１に対して固定される。
【００３０】
ベースボード１１の長手方向両端縁部には、一列に並ぶランプソケット１６ａ，１６ｂを一括して覆う一対のサブフレーム３７が配されている。このサブフレーム３７は、変成ポリアミド，ポリブチレンテレフタレート、ナイロン４６，芳香族系ポリエステルに代表される液晶ポリマなど、電気絶縁性を持った樹脂にチタン酸バリウムなどの白色粉体を混入し、これを所定形状に成形して光反射性を持たせたものである。これら一対のサブフレーム３７は、図示しない連結部材を介してベースボード１１に固定される。ベースボード１１の長手方向に沿って対向するサブフレーム３７の間には、光拡散板３１とプリズムシート３８とが掛け渡される。これら光拡散板３１およびプリズムシート３８は、図示しない締結部材を介して矩形の枠状に組み立てられる山形断面を有する板金製の主フレーム３９によって、その長手方向両側縁部がサブフレーム３７との間に挟持される。図示しない液晶ディスプレイは、主フレーム３９の上に重ねて用いられる。
【００３１】
光拡散板３１およびプリズムシート３８は、透明なアクリル樹脂（ＰＭＭＡ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などを成形したものである。光拡散板３１の表面や裏面には微細な凸凹が形成され、この光拡散板３１を通過する照明光を任意のランダムな方向に屈折させ、冷陰極管１４からの直接光を拡散させて輝度分布および照度を均一化させるようになっている。また、プリズムシート３８は、稜部を有する一対の斜面を連続的に形成したものであり、光拡散板３１によって拡散された光を所定の領域に収束させる機能を有するものである。ベースボード１１および光拡散板３１の寸法が大きい場合、アクリル樹脂などで形成される光拡散板３１が自重により撓んで所定の光学的特性を得られなくなる可能性がある。本実施形態では、リフレクタ３２の上述した境界部分３３に複数本のスペーサピン４０を突設し、これによって光拡散板３１の裏面を保持し、自重によるその撓みを防止している。
【００３２】
従って、冷陰極管１４を取り外す場合には、主フレーム３９，プリズムシート３８，光拡散板３１，サブフレーム３７を取り外した後、カバー２７の係止レバー２９を弾性変形させてランプソケット１６ａ，１６ｂの係止爪３５に対する機械的な係合状態を解除し、カバー２７をランプソケット１６ａ，１６ｂから抜き外す。冷陰極管１４は、管受け部２５に弾性把持されているだけなので、冷陰極管１４の両端部を摘んでランプソケット１６ａ，１６ｂから冷陰極管１４が離れるように引っ張ることにより、管受け部２５から冷陰極管１４が抜け外れ、またディメット線１５がスリット２０から引き抜かれる。新たな冷陰極管１４を装着する場合にはこれと逆の手順で行えばよい。
【００３３】
このように、本実施形態でははんだなどを用いずに冷陰極管１４のディメット線１５をランプソケット１６ａ，１６ｂのコンタクトピン１８ａ，１８ｂに機械的に接触させているため、その交換を迅速かつ容易に行うことができる。また、高周波ノイズを発生する可能性がある電源回路１３のインバータ１２をベースボード１１の裏面に設けることにより、液晶ディスプレイ側を基準としてベースボード１１自体を遮音材として機能させることができ、高周波ノイズをベースボード１１によって抑制することが可能となる。
【００３４】
上述した実施形態では、ベースボード１１と主フレーム３９とを別々に構成したが、これらを一体的に形成することも可能である。
【００３５】
このような本発明による他の実施形態の外観を図７に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。すなわち、本実施形態におけるベースボード１１は周囲を囲む壁部４１を一体に立ち上げた箱型をなし、その底部にコネクタ１７ａ，１７ｂが取り付けられている。本実施形態ではベースボード１１の内面に光反射性を与えることにより、先の実施例のようなリフレクタ３２を使用する必要をなくし、部品点数のさらなる削減を可能としている。液晶ディスプレイ４２は、このベースボード１１に嵌まるように取り付けられるが、図示しない光拡散板３１やプリズムシート３８は、ベースボード１１の上端面と液晶ディスプレイ４２との間に挟持された状態となる。
【００３６】
本実施形態においても、はんだなどを用いずに冷陰極管のディメット線をランプソケットのコンタクトピンに機械的に接触させることができるため、その交換を迅速かつ容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による照明装置を液晶表示装置のバックライトユニットとして応用した一実施形態の外観を分解状態で表す立体投影図である。
【図２】図１に示した実施形態における一方のコネクタおよびランプソケットの部分を抽出拡大して分解状態で表す立体投影図である。
【図３】図１に示した実施形態における他方のランプソケットの部分を抽出拡大して分解状態で表す立体投影図である。
【図４】図１に示した実施形態におけるベースボードとリフレクタとの連結部分の断面図である。
【図５】図１に示した実施形態におけるランプソケットとリフレクタとの連結部分の断面図である。
【図６】図１に示した実施形態における冷陰極管に沿った部分の断面図である。
【図７】本発明による面照明装置の他の実施形態のベースボードおよび液晶ディ不プレイの部分を分解状態で表す立体投影図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１  ベースボード
１２  インバータ
１３  電源回路
１４  冷陰極管
１５  ディメット線
１６ａ，１６ｂ  ランプソケット
１７ａ，１７ｂ  コネクタ
１８ａ，１８ｂ  コンタクトピン
１９  ピン連結孔
２０  スリット
２１  連結部
２２  着脱案内溝
２３  位置決め凹部
２４  受けスリーブ
２５  管受け部
２６  収容部
２７  カバー
２８  係止爪
２９  係止レバー
３１  光拡散板
３２  リフレクタ
３３  境界部分
３４  係止孔
３５  係止爪
３６  固定ねじ
３７  サブフレーム
３８  プリズムシート
３９  主フレーム
４０  スペーサピン
４１  壁部
４２  液晶ディスプレイ
【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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