(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体と、
当該被照射体の光を受ける面とほぼ平行に並んで配置された光源と、
当該光源からの光を前記被照射部に反射する円弧状の断面を備えた第１反射部と、
当該第１の反射部から反射された光を前記第１反射部からの反射光とほぼ反対方向から前記被照射部に反射させる第３反射部と、を備え、
当該第１反射部の円弧の中心軸が前記光源の中心軸よりも前記被照射体の中心軸方向に変位して位置する照明手段であって、
前記被照明体の有効表示部より大きな面積の透明部又は貫通穴を持つ第２反射部を前記被照明体の表示面の上方に設けたことを特徴とする照明手段において、
前記第２反射部を、前記第1及び第３反射部からの反射光が被照明体から反射して前記透明部全体又は貫通穴全体にほぼ同じ明るさをもって受光されるように、前記被照明体の表示面に対して傾斜した状態で設けたことを特徴とする照明手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被照明体を照明する照明手段と、この照明手段を備える反射型液晶表示装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の反射型液晶表示装置は周囲光を光源に利用するために、周囲の照度に対して大きく依存しているが、周囲の照度に依存しないための技術が種々に提案されている。
【０００３】
特開昭５７−１４４５８１号公報には、被照明体に対して、くさび型状の断面を有する導光体を備える照明手段を設けたものが示されている。
【０００４】
また、特開平９−３１１３３３号公報には、被照明体に対して、特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させ他の角度範囲の入射光は直進透過させる高分子フィルムを備える照明手段を設けたものが示されている。
【０００５】
また、特開平１０−２０６６４１号公報には、導光板の内部に導光板平板方向に対して斜面となる反射面を設け、その導光板端面に光源を配置したものが示されている。
【０００６】
また、特開平１１−５２３７５号公報には、帯状に分割された平面部及び各平面部の間に位置する帯状の段差部を有する導光板を備える照明手段を設けたものが示されている。
【０００７】
また、特開平１１−８６６２２号公報には、被照明体に対して、傾斜して設けられる屈折率が１より大きい屈折率体と、この屈折率体に隣接して形成されくさび状の空気層からなる空間部と、この空間部に光を照射するリフレクタを含む光源とを備えている照明手段を設けたものが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開昭５７−１４４５８１号公報に記載のものでは、被照明体に対して、くさび型状の断面を有する導光体を備える照明手段を設けているが、前記導光体を製造するために、複雑な光学設計や精密な製造加工技術が必要となる。
【０００９】
また、特開平９−３１１３３３号公報に記載のものでは、被照明体に対して、特定の角度範囲の入射光のみを散乱透過させ他の角度範囲の入射光は直進透過させる高分子フィルムを備える照明手段を設けているが、前記高分子フィルムが被照明体の前面に位置するために、表示品質が劣化することになる。
【００１０】
また、特開平１０−２０６６４１号公報に記載のものでは、導光板の内部に導光板平板方向に対して斜面となる反射面を設け、その導光板端面に光源を配置しているが、前記導光板を製造するために、精密な加工技術が必要となる。また、前記導光板が被照明体の前面に位置するために、表示品質が劣化することになる。
【００１１】
また、特開平１１−５２３７５号公報に記載のものでは、帯状に分割された平面部及び各平面部の間に位置する帯状の段差部を有する導光板を備える照明手段を設けているが、前記導光板が被照明体の前面に位置するために、表示品質が劣化することになる。
【００１２】
また、特開平１１−８６６２２号公報に記載のものでは、被照明体に対して、傾斜して設けられる屈折率が１より大きい屈折率体と、この屈折率体に隣接して形成されくさび状の空気層からなる空間部と、この空間部に光を照射するリフレクタを含む光源とを備えている照明手段を設けているが、前記屈折率体の表面状態への依存性が高く、製造加工時に表面にほこりの付着や、表面にキズが付くことを避ける必要がある。
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するためのもので、周囲光を光源にしている表示体に対して、その表示面全体に均一でかつ、表示品質の劣化を回避するように、より簡素な構成をもって実現可能とした照明手段を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決する為に、被照射体と、当該被照射体の光を受ける面とほぼ平行に並んで配置された光源と、当該光源からの光を前記被照射部に反射する円弧状の断面を備えた第１反射部と、当該第１の反射部から反射された光を前記第１反射部からの反射光とほぼ反対方向から前記被照射部に反射させる第３反射部と、を備え、当該第１反射部の円弧の中心軸が前記光源の中心軸よりも前記被照射体の中心軸方向に変位して位置する照明手段であって、前記被照明体の有効表示部より大きな面積の透明部又は貫通穴を持つ第２反射部を前記被照明体の表示面の上方に設けたことを特徴とする照明手段において、前記第２反射部を、前記第1及び第３反射部からの反射光が被照明体から反射して前記透明部全体又は貫通穴全体にほぼ同じ明るさをもって受光されるように、前記被照明体の表示面に対して傾斜した状態で設けた。
【００１５】
光源からの照明光は、一般的に垂直方向が最も輝度が高く、角度を持つに従って輝度が低く変化する指向特性のものが多い。そのために、被照明体の近傍に、所定の位置と曲率を持つ円弧状の断面を備えた第１反射部によって、輝度の高い垂直方向の照明光を光源よりも遠い位置へ反射させ、輝度の低くなる角度の照明光を光源に近い位置に反射させることにより、前記被照明体の表面全体に均一な照射を可能とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２８】
図１は本発明による照明手段および反射型液晶表示装置の全体構成における、一つの実施の形態を示している。図１において、１はＬＥＤランプで光源を、２は円弧状の断面を持つ第１反射部を、３は反射型液晶表示装置で被照明体を、４は前記反射型液晶表示装置３の有効表示部より大きな面積の透明部を持つ第２反射部を、５は反射型液晶表示装置３に対して、光源１の反対側に配置された第３反射部を示す。
【００２９】
図２は、本発明による照明手段および反射型液晶表示装置の全体構成における、一つの実施の形態の断面図を示す。
【００３０】
第１反射部２の反射面は円筒面、球面等の曲面で構成されているが、断面で見た場合、曲率の異なる複数の面から構成することもできる。図１の例では、ＬＥＤ１付近における反射部２の反射面の立ち上がり部分から中間点辺りまでが凹面、中間点付近に凸面、第２反射部４に至る方向で凹面が形成されている。この凹面凸面は、曲率を変えることによって光りの反射角を変えることが可能となる。
【００３１】
第１反射部２は、被照明体の上方に配置され、ＬＥＤランプの光源１からの照射光６を集光し反射させる。第２反射部４は、反射型液晶表示装置３の有効表示部より大きな面積の透明部を持っており、その他の部分は白色のシルク印刷を施し、印刷面の表面で光を反射させることを目的としている。第２反射部４は、反射型液晶表示装置３の表示面に対して傾斜した状態で設けられたことを特徴としており、第１反射部２によって反射された反射光７が、反射型液晶表示装置３の表面で再反射された場合に、前記再反射光８を反射型液晶表示装置３に反射させることを目的としている。第３反射部５は反射型液晶表示装置３に対して、光源１の反対側に配置されており、第１反射部２によって反射された反射光が、反射型液晶表示装置３の表面で再反射された場合に、前記再反射光を反射型液晶表示装置３に反射させることを目的としている。
【００３２】
図３において、第１反射部の円弧の中心軸７が、光源の中心軸８よりも、被照明体の中心軸９の方向に変位させて配置し、また光源１を原点とした座標系を仮想したときに、光源からの照光の角度をα、第１反射部２の円弧の中心位置を点１、第１反射部２の円弧の半径をＲ、照光角度がαの照光が第１反射部で反射する点を点２、光源からの照光の指向特性が最も高い垂直方向の照光が、第１反射部で反射する点を点３、点１と点２を結ぶ直線と鉛直線との角度をβ、点１と点３を結ぶ直線と鉛直線との角度をγ、反射型液晶表示装置３の有効表示部において、光源と近い方の端面の１点を点４、光源と遠い方の端面の１点を点５と仮定し、第１反射部の理想の位置を下記に示す。但し、照光角度αは、表示面の照光の均一性を確認しながら最適な角度を決定するものとし、本実施の形態では、光源１からの照射角度αの大きさに制限されず柔軟に検討を行うことが可能となる。
【００３３】
第１反射部の円弧の方程式と光源からの照射角度α、βにより、点２と点３の座標は決定される。点１と点２と点４の３点を結ぶ頂点の角度がα＋βを満たす１つ目の条件と、点１と点３と点５の３点を結ぶ頂点の角度がγを満たす２つ目の条件を同時に満足する半径Ｒの円弧の中心を点１とする。但し、第１反射部の円弧の中心位置は上記に示す点１付近であれば良く、光源の指向特性によっては、位置をずらすことも可能である。
【００３４】
図４は本発明で使用する光源１のＬＥＤランプの光学的な指向特性を示す。一般的なＬＥＤランプの光学的な指向特性は、図に示すとおり光源からの照射光６は、垂直方向が最も輝度が高く、角度を持つに従って輝度が低く変化する。つまり、前記第１反射部２によって、輝度の高い垂直方向の照射光を光源よりも遠い位置へ反射させ、輝度の低くなる角度の照射光を光源に近い位置に反射させることにより、反射型液晶表示装置３の表面全体に均一な照射を可能とする。
【００３５】
また、本発明は反射型液晶表示装置の照明手段だけで無く、他の表示体、例えば照明手段を備えていない時計や印刷物に適用される。
【００３６】
以上においては、本発明を特定の実施の形態例について詳細に説明したが、本発明の実施例はこれに限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の実施の形態が可能となる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の照明手段は、以上のように、周囲光を光源にしている表示体に対して、その表示面全体に均一な照明をおこない、かつ、表示品質の劣化を回避するように、より簡素な構成をもって実現可能とした照明手段を提供することが可能となる。
【００３８】
また、従来の照明手段のように、特別な導光板を必要としない。その結果、導光板中の照光の導光過程においての損失を無くすことを可能とし、照明手段の製造工程を簡素化し、製造加工コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による照明手段および反射型液晶表示装置の全体構成における、一つの実施の形態例を示す説明図
【図２】本発明による照明手段および反射型液晶表示装置の全体構成における、一つの実施の形態例を示す断面図
【図３】光源１を原点とした座標系を仮想した場合の、第１反射部と、光源と、反射型液晶表示装置との位置関係を示す図
【図４】本発明で使用する光源の、ＬＥＤランプの光学的な指向特性を示す図
【符号の説明】
１    光源
２    第１反射部
３    被照明体
４    第２反射部
５    第３反射部
６    照射光
７    第１反射部の円弧の中心軸
８    光源の中心軸
９    被照明体の中心軸
【図１】
0003890829.tif 000002
【図２】
0003890829.tif 000003
【図３】
0003890829.tif 000004
【図４】
0003890829.tif 000005