CN1671991A - 照明装置和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

分别形成有多个第1光反射部(20a)和多个第2光反射部(20b),该第1光反射部(20a)由反射从第1光源(12a)导入的光的第1V字形槽形成,该第2光反射部(20b)由反射从第2光源(12b)导入的光的第2V字形槽形成;第1V字形槽的面的夹角和第2V字形槽的面的夹角为相互基本相等的角度θp;多个第1光反射部的面和多个第2光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为光沿着与线状导光体(14)的长度方向基本相垂直的方向射出的角度;多个第1光反射部至少形成于线状导光体的设置有第1光源的一侧和相反侧的端部附近区域,多个第2光反射部至少形成于线状导光体的设置有第2光源的一侧和相反侧的端部附近区域。

Description

照明装置和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及照明装置和液晶显示装置,特别涉及可按照均匀的光强度进行照明的照明装置和采用该照明装置的液晶显示装置。
背景技术
由于液晶面板薄型且轻量,故广泛应用为便携型的信息终端的显示画面。
液晶面板包括有透射型液晶面板和反射型液晶面板。
图15A为表示透射型液晶面板的剖视图。如图15A所示的那样,在玻璃基板210和玻璃基板212之间,夹持有偏振镜214。在玻璃基板212上,形成有总线216等。在玻璃基板216和玻璃基板218之间,密封有液晶220。在玻璃基板218和玻璃基板222之间,夹持有滤色片224a、224b、224c。在玻璃基板222和玻璃基板226之间,夹持有偏振镜228。
图15B为表示反射型液晶面板的剖视图。如图15B所示的那样,在反射型液晶面板中,在玻璃基板210和玻璃基板212之间,夹持有反射镜230。该反射镜230用于将从反射型液晶面板的顶面导入的光进行反射。
由于液晶本身不发光,故为了视觉辨认显示于液晶面板的信息,就必须有照明。
在透射型液晶面板中,照明装置设置在液晶面板的底面侧。
在反射型液晶面板中,在太阳光或室内灯的照明存在的环境下,视觉辨认显示画面时,不一定要求设置照明装置。但是,为了还可以在没有照明的环境下进行视觉辨认,必须设置照明装置。在反射型液晶面板中,照明装置设置于液晶面板的顶面侧。
图16为表示所提出的照明装置的立体图。如图16所示的那样,所提出的照明装置110包括:发出光的LED112a、112b;将来自LED112a、112b的光变换为线状的光并将其射出的线状导光体114;将从线状导光体114射出的线状的光变换为平面状的光并将其射出的面状导光体116。在线状导光体114的背面侧,即,反射侧,呈条带状地形成有多个光反射部120。另外,在线状导光体114的反射侧,形成有反射涂膜118。
图17A~图17B为表示所提出的照明装置的线状导光体的立体图和俯视图。如图17A~图17B所示的那样,从LED112a、112b射出的光在形成于线状导光体114的背面侧,即反射侧的光反射部120的面反射,从线状导光体114的前面侧,即射出侧射出。从线状导光体114的射出侧,呈线状地射出的光通过面状导光体116,变换为平面状的光,从面状导光体116的平面射出。
这样的所提出的照明装置中,可呈平面状地对液晶面板进行照明。另外,这样的照明装置比如在日本专利特开平10-260405号公报中有记载。
但是,上述所提出的照明装置如下述这样,不能以均匀的强度对液晶面板进行照明。
图18为表示所提出的照明装置的从线状导光体射出的光的强度分布的曲线图。横轴表示从线状导光体114的中心的位置,纵轴表示光强度。
如图18所示的那样,在所提出的照明装置中,从线状导光体114射出的光的强度分布不均匀,存在光强度强的部分和弱的部分。从线状导光体114射出的光的强度分布反映在从面状导状体116射出的光的强度分布。因此,从面状导光体116射出的光的强度分布也变得不均匀,在面内,存在光强度强的部分和弱的部分。于是,在采用所提出的照明装置而构成液晶显示装置的场合,不能获得良好的显示特性。
发明内容
本发明的目的在于,提供可按照均匀的光强度进行照明的照明装置、以及采用照明装置的具有良好的显示特性的液晶显示装置。
上述目的通过下述的照明装置实现,该照明装置包括:第1光源;与上述第1光源隔开而设置的第2光源;线状导光体,其设置于上述第1光源和上述第2光源之间,从射出侧呈线状射出从上述第1光源和上述第2光源导入的光,其特征在于:在上述线状导光体的与上述射出侧对向的反射侧上,分别形成有多个第1光反射部和多个第2光反射部,该第1光反射部由反射从上述第1光源导入的光的第1V字形槽形成,该第2光反射部由反射从上述第2光源导入的光的第2V字形槽形成,上述第1V字形槽的面的夹角与第2V字形槽的面的夹角为基本相等的角度;上述多个第1光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第1光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度,上述多个第2光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第2光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度;上述多个第1光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,上述多个第2光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第2光源的一侧与相反侧的端部附近区域。
另外,上述目的通过下述的液晶显示装置实现,该液晶显示装置包括照明装置和通过上述照明装置进行照明的液晶面板,该照明装置包括:第1光源;与上述第1光源隔开而设置的第2光源;线状导光体,其设置于上述第1光源和上述第2光源之间,从射出侧呈线状地射出从上述第1光源和上述第2光源导入的光;面状导光体,其与上述线状导光体光耦合,呈平面状地射出从上述线状导光体导入的光,其特征在于:在上述线状导光体的与上述射出侧对向的反射侧上,分别形成有多个第1光反射部和多个第2光反射部,该第1光反射部由反射从上述第1光源导入的光的第1V字形槽形成,该第2光反射部由反射从上述第2光源导入的光的第2V字形槽形成,上述第1V字形槽的面的夹角与第2V字形槽的面的夹角为基本相等的角度;上述多个第1光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第1光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度,上述多个第2光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第2光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度;上述多个第1光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,上述多个第2光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第2光源的一侧与相反侧的端部附近区域。
根据本发明,第1光反射部至少形成于线状导光体的设置有第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,该第1光反射部用于沿与线状导光体的长度方向相垂直的方向射出从第1光源导入的光,第2光反射部至少形成于线状导光体的设置有第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,该第2光反射部用于沿与线状导光体的长度方向相垂直的方向射出从第2光源导入的光。由此,根据本发明,在靠近第1光源的位置,可采用第2光反射部反射从第2光源导入的光,在靠近第2光源的位置,可采用第1光反射部反射从第1光源导入的光。由此,根据本发明,即使在通过夹角θp相等的V字形槽,形成第1光反射部和第2反射部的情况下,仍可抑制在线状导光体的端部附近区域中,光强度变弱的情况。因此,根据本发明,可使光强度分布更加均匀,可实现良好的显示特性。
附图说明
图1A~图1B为表示根据本发明的第1实施方式的照明装置的立体图和俯视图;
图2为表示根据本发明的第1实施方式的照明装置的俯视图;
图3为表示根据本发明的第1实施方式的照明装置的光反射部的面的倾斜角的例子的曲线图;
图4为表示人类的眼睛与显示画面之间的关系的简要图;
图5为表示根据本发明的第1实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图;
图6为表示根据本发明的第2实施方式的照明装置的俯视图;
图7为表示根据本发明的第2实施方式的照明装置的光反射部的面的倾斜角的例子的曲线图;
图8为表示根据本发明的第2实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图;
图9为表示根据本发明的第2实施方式的变形例的照明装置的光反射部的倾斜角的例子的曲线图;
图10为表示根据本发明的第3实施方式的照明装置的俯视图;
图11为表示根据本发明的第3实施方式的照明装置的光反射部的面的倾斜角的例子的曲线图;
图12为表示根据本发明的第4实施方式的照明装置的俯视图;
图13为表示根据本发明的第5实施方式的液晶显示装置的立体图;
图14为表示根据本发明的第6实施方式的液晶显示装置的立体图;
图15A~图15B为表示透射型液晶面板和反射型液晶面板的剖视图;
图16为表示所提出的照明装置的立体图;
图17A~图17B为表示所提出的照明装置的线状导光体的立体图和俯视图;
图18为表示所提出的照明装置的从线状导光体射出的光的强度分布的曲线图;
图19为表示从所提出的照明装置的俯视图。
具体实施方式
(第1实施例)
采用图1A~图5,对根据本发明的第1实施方式的照明装置进行说明。图1A~图1B为表示根据本实施方式的照明装置的立体图和俯视图。图1A为表示根据本实施方式的照明装置的立体图。图1B为表示根据本实施方式的照明装置的俯视图。图2为表示根据本实施方式的照明装置的俯视图。图3为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角的曲线图。图4为表示人类的眼睛与显示画面之间的关系的简要图。图5为表示根据本实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图。
如图1A~图1B所示的那样,根据本实施方式的照明装置10包括:发出光的LED12a、12b;线状导光体14,其将从LED12a、12b导入的光变换为线状的光,并将其射出;面状导光体16,其与线状导光体14实现光耦合,将线状的光变换为面状的光,并将其射出。在线状导光体14的反射侧,形成有反射涂膜18。
LED12a设置于线状导光体14的纸面左侧的端部。LED12b设置于线状导光体14的纸面右侧的端部。LED12a、12b和线状导光体14之间的距离ΔL(参照图2)比如,分别设定为0mm。
线状导光体14的整体呈四棱柱形状。作为线状导光体14的材料比如,采用玻璃或塑料。线状导光体14的折射率Ng比如为1.51。线状导光体14的厚度t比如设定为3mm。线状导光体14的长度L比如,在2英寸的液晶显示装置所采用的照明装置的场合中,比如设定为37mm。2英寸的液晶显示装置的显示画面的宽度为35mm左右,但是,如果将线状导光体14的长度L设定为37mm,则可确保2mm的余量。
在线状导光体14的反射侧,呈条带状而形成有多个光反射部20a、20b。光反射部20a、20b由V字形的槽构成。如图2所示的那样,构成光反射部20a、20b的V字形的槽的面的夹角θp均为相等的角度。构成光反射部20a、20b的V字形的槽的面的夹角θp相互相等的目的在于,为了使形成用于对线状导光体成形的模等时所采用的切削工具为一种即可。由此,将用于对线状导光体14进行成形的模等能够以低成本制作,进而,可实现线状导光体的低成本。
光反射部20a是用于对从设置于纸面左侧的LED12a导入到线状导光体14的光进行反射,从线状导光体14的射出侧射出光的。光反射部20a在与线状导光体14的中心相对纸面左侧中,形成于从线状导光体14的纸面左侧起计算,比如第偶数个处。光反射部20a在与线状导光体14的中心相对的纸面右侧中,形成于从线状导光体14的纸面左侧起计算,比如第奇数个处。
光反射部20b是用于对从设置于纸面右侧的LED12b导入到线状导光体14的光进行反射,从线状导光体14的射出侧射出光的。光反射部20b在与线状导光体14的中心相对纸面左侧中,形成于从线状导光体14的纸面左侧起计算,比如第奇数个处。光反射部20b在与线状导光体14的中心相对的纸面右侧中,形成于从线状导光体14的纸面左侧起计算,比如第偶数个处。
光反射部20a、20b在线状导光体14的反射侧分别形成有多个,但是,这一点在图2中省略。
光反射部20a、20b比如以0.23mm的间距交替地形成。光反射部20a、20b比如总计形成有150个。
光反射部20a中的光反射部20a1形成于下述部位,即从设置于纸面左侧的LED12a导入到线状导光体14的光,在线状导光体14的射出侧的面上全反射,并可导入到光反射部20a的部位,即满足全反射条件的部位。
另一方面,光反射部20a中的光反射部20a2形成于下述部位,即从设置于纸面左侧的LED12a导入到线状导光体14的光,无法在线状导光体14的射出侧的面上全反射,并导入到光反射部20a的部位,即不满足上述全反射条件的部位。
光反射部20a1,按照如下方式分别设定光反射部20a1的纸面左侧的面的倾斜角θL(n),该方式为:从设置于纸面左侧的LED12a导入的光,在线状导光体14的射出侧的面上全反射,另外在光反射部20a1的纸面左侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
换言之,光反射部20a1按照下述的方式,分别以倾斜角θa(n)倾斜,该方式为:从设置于纸面左侧的LED12a导入的光在线状导光体14的射出侧的面上全反射,另外,在光反射部20a1的纸面左侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
另外,光反射部20a1的倾斜θa(n)为光反射部20a1本身的倾斜角,具体来说,是构成光反射部20a1的V字形的槽的面的夹角θp的二等分线相对于对线状导光体14的长度方向的法线方向而倾斜的角度。
光反射部20a1的面的θL(n)由如下的公式表示。
θ L ( n ) = tan - 1 ( ΔL + X ( n ) 3 2 t ) 2 . . . ( 1 )
此外,n表示与第n个光反射部有关的数值。另外,θL(n)表示第n个光反射部20a1的纸面左侧的面的倾斜角。另外,X(n)为从线状导光体14的纸面左侧的端面到第n个光反射部的距离。
还有,公式(1)表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面左侧的光反射部20a1的面的倾斜角θL(n)。关于表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面右侧的光反射部20a1的面的倾斜角θL(n)的公式在这里省略。
如果对公式(1)进行变形,光反射部20a1的倾斜角θa(n)可由如下的公式表示。
θ a ( n ) = θ o tan - 1 ( ΔL + X ( n ) 3 2 t ) 2 . . . ( 2 )
另外,θo表示在线状导光体14的中心形成光反射部20的场合,沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出光这样的,光反射部20的面的倾斜角。θo可由下述的公式表示。
Figure A0381744500103
在光反射部20a2中,按照下述方式分别设定光反射部20a2的纸面左侧的面的倾斜角θL(n),该方式为:从设置于纸面左侧的LED12L导入到线状导光体14的光,不在线状导光体14的射出侧的面上全反射,而直接射入到光反射部20a2的纸面左侧的面,在光反射部20a2的纸面左侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
换言之,光反射部20a2,按照下述方式分别以倾斜角θa(n)倾斜,该方式为:从设置于纸面左侧的LED12L导入到线状导光体14的光,不在线状导光体14的射出侧的面上全反射,而直接射入到光反射部20a2的纸面左侧的面,在光反射部20a2的纸面左侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
此外,光反射部20a2的倾斜角θa(n)为光反射部20a2本身的倾斜角,具体来说,是构成光反射部20a2的V字形的槽的面的夹角θp的二等分线相对于对线状导光体14的长度方向的法线方向而倾斜的角度。
光反射部20a2的倾斜角θL(n)可通过下述的公式表示。
O L ( n ) = tan - 1 ( ΔL + X ( n ) 1 2 t ) 2 . . . ( 4 )
此外,公式(4)表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面左侧的光反射部20a2的面的倾斜角θL(n)。关于表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面右侧的光反射部20a2的面的倾斜角θL(n)的公式在这里省略。
如果对公式(4)进行变形,则光反射部20a2的θa(n)可由下述的公式表示。
θ a ( n ) = θ 0 - tan - 1 ( ΔL + X ( n ) 1 2 t ) 2 . . . ( 5 )
光反射部20b中的光反射部20b1形成于下述部位,即从设置于从纸面左侧的LED12b导入到线状导光体14的光,可在线状导光体14的射出侧的面上全反射并导入到光反射部20b的部位,即满足全反射条件的部位。
另一方面,光反射部20b中的光反射部20b2形成于下述部位,即从设置于从纸面左侧的LED12b导入到线状导光体14的光,无法在线状导光体14的射出侧的面上全反射,并导入到光反射部20b的部位,即不满足全反射条件的部位。
光反射部20b1,按照下述方式,分别设定光反射部20b1的纸面右侧的倾斜角θR(n),该方式为:从设置于纸面右侧的LED12b,直接导入到光反射部20b1的纸面右侧的面的光,在线状导光体14的射出侧的面上全反射,另外,通过光反射部20b1的纸面右侧的面而全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
换言之,光反射部20b1按照下述方式,分别以倾斜角θb(n)倾斜,该方式为:从设置于纸面右侧的LED12b直接导入到光反射部20b1的纸面右侧的光,在线状导光体14的射出面侧的面上全反射,另外,通过光反射部20b1的纸面右侧的面而全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
此外,光反射部20b1的倾斜角θb(n)为光反射部20b1本身的倾斜角,具体来说,为构成光反射部20b1的V字形的槽的面的夹角θP的二等分线相对于对线状导光体14的长度方向的法线方向而倾斜的角度。
光反射部20b1的面的倾斜角θR(n)通过下述的公式表示。
θ R ( n ) = tan - 1 ( ΔL + ( L - X ( n ) ) 3 2 t ) 2 . . . ( 6 )
此外,公式(6)表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面左侧的光反射部20b1的面的倾斜角θR(n)。关于表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面右侧的光反射部20b1的面的倾斜角θR(n)在这里省略。
如果对公式(6)进行变形,光反射部20b1的θb(n)由下述的公式表示。
Figure A0381744500122
光反射部20b2,按照下述方式,分别设定光反射部20b2的纸面右侧的面的倾斜角θR(n),该方式为:从设置于纸面左侧的LED12b导入到线状导光体14的光,不在线状导光体14的射出侧的面上全反射,而直接射入到光反射部20b2的纸面右侧的面,在光反射部20b2的纸面右侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
换言之,光反射部20b2按照下述方式,分别以倾斜角θR(n)倾斜,该方式为:从设置于纸面左侧的LED12b导入到线状导光体14的光,不在线状导光体14的射出面的面上全反射,而直接射入到光反射面部20b2的纸面右侧的面,在光反射部20b2的纸面右侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
另外,光反射部20b2的倾斜角θb(n)为光反射部20b2本身的倾斜角,具体来说,为构成光反射部20b2的V字形的槽的面的夹角θP的二等分线相对于对线状导光体14的长度方向的法线方向而倾斜的角度。
关于表示光反射部20b2的面的倾斜角θR(n)的公式在这里省略。另外,关于表示光反射部20b2的倾斜角θR(n)的公式也在这里省略。
下面通过图3,对本实施方式的光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)的具体设定值的例子进行说明。图3为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角θa(n)、θb(n)的例子的曲线图。横轴表示从线状导光体14的端面到光反射部20a、20b的距离X(n),纵轴表示光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)。
在这里,按下述条件进行计算,即画面尺寸为2英寸,显示画面的宽度为35mm,光反射部20a、20b的总数为150个,光反射部20a、20b的间距为0.23mm,构成光反射部的V字形的槽的面的夹角θp为103.8度,线状导光体14的厚度t为3mm,线状导光体14的长度L为37mm,LED12a、12b与线状导光体14之间的距离ΔL为0mm,线状导光体14的折射率为1.51,进行视觉辨认的人类的眼睛与显示画面之间的距离(参照图4)为350mm。
如果如图3那样设定光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n),则可获得图5所示的光强度分布。图5为表示根据本实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图。横轴表示线状导光体中的位置,纵轴表示光强度。
由图5可知,在根据本实施方式的照明装置中,可获得基本均匀的光强度分布。
如这样,根据本实施方式的照明装置的主要特征在于,通过夹角θp相互相等的V字形槽来构成光反射部20a、20b,光反射部20a和光反射部20b交替地形成,该光反射部20a用于沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出从LED12a导入的光,该光反射部20b用于沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出从LED12b导入的光。
在日本专利特愿2001-263922号说明书中,提出有如图19所示的照明装置。在图19示出的所提出的照明装置中,在设置有LED12a的一侧,形成有光反射部20m,该光反射部20m用于将从LED12a导入的光,沿与线状导光体14的长度方向基本相垂直的方向射出,并且,在设置有LED12b的一侧,形成光反射部20n,该光反射部20n用于将从LED12b导入的光,沿与线状导光体14的长度方向基本相垂直的方向射出。在图19所示的照明装置中,来自LED12a的光未到达形成于靠近LED12a的位置的光反射部20m,另外,来自LED12b的光未到达形成于靠近LED12b的位置的光反射部20n,因此,导致从线状导光体14的端部附近射出的光的强度变弱。并且,来自LED12a的光未到达形成于靠近LED12a的位置的光反射部20m,此外,来自LED12b的光未到达形成于靠近LED12b的位置的光反射部20n,这样的原因在于,如图19中的虚线所示的那样,在线状导光体14的端部,光被全反射。
与此相对,在本实施方式中,交替地形成光反射部20a和光反射部20b,该光反射部20a用于将从LED12a导入的光沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出,该光反射部20b用于将从LED12b导入的光沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。由此,在本实施方式中,在接近于LED12a的位置中,可采用光反射部20b,将从LED12b导入的光反射,在接近LED12b的位置中,可采用光反射部20a,将从LED12a导入的光反射。由此,根据本实施方式,即使在通过夹角θp相同的V字形的槽形成光反射部20a、20b的情况下,仍可以抑制在线状导光体14的端部附近区域中光强度变弱的情况。于是,根据本实施方式,可使光强度分布更加均匀,实现良好的显示特性。
(第2实施例)
通过图6~图8,对根据本发明的第2实施方式的照明装置进行说明。图6为表示根据本实施方式的照明装置的俯视图。图7为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角的曲线图。图8为表示根据本实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图。与图1A~图5所示的根据第一实施方式的照明装置相同的组成部件采用同一的标号,并省略或简化对其的说明。
根据本实施方式的照明装置的主要特征在于,仅仅光反射部20a2、20b2形成于线状导光体14的反射侧,未形成有光反射部20a1、20b1(参照图2)。
如图6所示,在线状导光体14的反射侧,呈条带状地形成有多个光反射部20a2、20b2
另外,在线状导光体14的反射侧,分别形成有多个光反射部20a2、20b2,但是,这一点在图6中省略。
在光反射部20a2,如上述那样,按照下述方式分别设定光反射部20a2的纸面左侧的面的倾斜角θL(n),该方式为:从设置于纸面左侧的LED12a,直接导入到光反射面20b2的纸面左侧的面的光,在光反射部20a2的纸面左侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
光反射面20a2的面的倾斜角θL(n)可通过上述的公式(4)表示。
另外,光反射部20a2的倾斜角θa(n)可通过上述公式(5)表示。
光反射部20b2,如上述那样,按照下述方式,分别设定光反射部20b2的纸面右侧的面的倾斜角θR(n),该方式为:从设置于纸面右侧的LED12b,直接导入到光反射面20b2的纸面右侧的面的光,在光反射部20b2的纸面右侧的面上全反射,并沿与线状导光体14的长度方向相垂直的方向射出。
光反射部20b2的面的倾斜角θR(n)由下述的公式表示。
θ R ( n ) = tan - 1 ( ΔL + ( L - X ( n ) ) 1 2 t ) 2 . . . ( 8 )
此外,公式(8)表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面左侧的光反射部20b2的面的倾斜角θR(n)。关于表示形成于与线状导光体14的中心相对纸面右侧的光反射部20b2的面的倾斜角θR(n)在这里省略。
如果对公式(8)进行变形,则光反射部20b2的倾斜角θb(n)由下述的公式表示。
Figure A0381744500152
下面通过图7,对本实施方式的光反射面20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的具体的设定值的例子进行描述。图7为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角θa(n)、θb(n)的例子的曲线图。横轴表示从线状导光体14的端面到光反射部20a2、20b2的距离X(n),纵轴表示光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)。
另外,同样在本实施方式中,按照下述条件进行计算,即与第1实施例相同地,画面尺寸为2英寸,显示画面的幅度为35mm,光反射部20a、20b的总数为150个,光反射部20a、20b的间距为0.23mm,构成光反射部的V字形的槽的面的夹角为103.8度,线状导光体14的厚度t为3mm,线状导光体14的长度L为37mm,LED12a、12b与线状导光体14之间的距离ΔL为0mm,线状导光体14的折射率为1.51,进行视觉辨认的人类的眼睛与显示画面之间的距离为350mm。
如果如图7那样,设定光反射部20a2、20b2的倾斜角θ(n),则可获得图8所示的光强度分布。图8为表示根据本实施方式的照明装置的光强度分布的曲线图。横轴表示线状导光体中的位置,纵轴表示光强度。
如从图8可知那样,在根据本实施方式的照明装置中,可获得更加均匀的光强度分布。
在根据第1实施方式的照明装置中,在形成有光反射部20a1的区域和形成有光反射部20a2的区域之间的边界的附近,以及在形成有光反射部20b1的区域和形成有光反射部20b2的区域之间的边界的附近,如图3所示的那样,光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)急剧地变化。与此相对应,如图5所示的那样,产生光强度稍稍不均匀的区域。
与此相对,在本实施方式中,由于在线状导光体14的反射侧,不形成光反射面20a1、20b1,而仅仅形成有光反射面20a2、20b2,故如图7所示的那样,可消除光反射部的倾斜角θa(n)、θb(n)急剧地变化的部位。因此,根据本实施方式,如图8所示的那样,可获得极均匀的光强度分布。
(变形例)
下面通过图6和图9,对根据本实施方式的照明装置的变形例进行说明。图9为表示根据本变形例的照明装置的光反射部的倾斜部的例子的曲线图。
首先,对于根据本变形例的照明装置的简要结构,由于与图6所示的照明装置的结构相同,故省略其说明。
根据本变形例的照明装置的主要特征在于,通过直线近似,求出表示光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)的公式,根据这样求出的公式,分别设定光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)。
在图6所示的照明装置中,如图7所示,在形成于与线状导光体14的中心相对纸面左侧的光反射部20b中,相对于距离X(n)的变化的倾斜角θb(n)的变化是直线的。
另外,在图6所示的照明装置中,如图7所示,在形成于与线状导光体14的中心相对纸面右侧的光反射部20a中,相对于距离X(n)的变化的倾斜角θa(n)的变化是直线的。
由此,形成于线状导光体14的纸面左侧的光反射部20b的倾斜角θb(n),以及,形成于线状导光体14的纸面右侧的光反射部20a的倾斜角θa(n)可通过下述的近似公式表示。
θb(n)=A×(ΔL+X(n))+C                              …(10)
在上述公式(10)中,A的值可为比如0.065,C的值可为比如-1.127。
还有,对于形成于线状导光体14的纸面右侧的光反射部20b的倾斜角θb(n),以及,形成于线状导光体14的纸面左侧的光反射部20a的倾斜角θa(n),如图7所示的那样,相对于位置X(n)的变化的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化是曲线的,因此,不适合进行直线近似的场合。于是,对于形成于线状导光体14的纸面右侧的光反射部20b的θb(n),以及形成于线状导光体14的纸面左侧的光反射部20a的θa(n),可与图6所示的照明装置相同地,分别设定倾斜角θa(n)、θb(n)。
下面通过图9,对本实施方式的光反射部20a2、20b2的面的倾斜角θa(n)、θb(n)的具体的设定值的例子进行说明。图9为表示如上述那样求出的光反射部的面的θa(n)、θb(n)的例子的曲线图。横轴表示从线状导光体14的端面到光反射部20a2、20b2的距离X(n),纵轴表示光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)。
如从图9可知,对于形成于线状导光体14的纸面左侧的光反射部20b的倾斜角θb(n),以及形成于线状导光体14的纸面右侧的光反射部20a的倾斜角θa(n),相对于距离X(n)的变化的光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化是线性的。
如这样,根据本实施方式,由于根据通过直线近似方式求出的公式,设定光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n),故可使相对于距离X(n)的变化的光反射部20a、20b的倾斜角θa(n)、θb(n)是线性的。因此,根据本实施方式,可更加容易实现制作用于成形线状导光体14的模等时的切削等,进而,能够以更低的成本提供照明装置。
(第3实施例)
通过图10和图11,对本发明的第3实施方式进行说明。图10为表示根据本实施方式的照明装置的俯视图。图11为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角的曲线图。对于与图1A~图9所示的根据第1或第2实施方式的照明装置相同的组成部件采用同一标号,省略或简化其说明。
根据本实施方式的照明装置的主要特征之一在于,按照光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化缓慢的方式,分别设定倾斜角θa(n)、θb(n)。
在上述的根据第2实施方式的照明装置中,从图7可知的那样,在线状导光体14的纸面左侧,光反射部20a2的倾斜角θa(n)变化大,在线状导光体14的纸面右侧,光反射部20b2的倾斜角θb(n)变化大。
如果将光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化设定得更缓慢,则可实现使光强度分布的更进一步地均匀。
于是,在本实施方式中,如下述这样,将光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化设定得缓慢。
具体来说,对于从线状导光体14的纸面左侧计算,第20个或其以内的光反射部20,根据采用最小二乘法的下述的公式,设定光反射部20a2的倾斜角θa(n)。
θb(n)=∑(Ai×X(n)i)     …(11)
另外,在公式(11)中,Ao的值比如可为20.8898392176628,A1的值比如可为-0.933058715510982,A2的值比如可为0.175935868714104,A3的值比如可为0.0597356140982439,A4的值比如可为-0.00616284917042891。
此外,光反射部20a2的倾斜角θa(n)按照还满足下述这样的条件的方式分别设定。
即,如图10所示,比如从线状导光体14的纸面左侧起计算,第r个光反射部20a2(r)与第r+1个光反射部20a2(r+1)之间的距离设为ΔX,将第r个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa(n)与第r+1个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa(n)之间的差设为Δθa时,按照Δθa/ΔX的绝对值在2.71度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20a2的倾斜角θa(n)。
换言之,比如,从线状导光体14的纸面左侧起计算,第r个光反射部20a2 (r)与第r+1个光反射部20a2(r+1)之间的距离设为ΔX,第r个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa(n)与第r+1个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa(n)之间的差设为Δθa时,按照Δθa/ΔX的绝对值在2.71度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20a2的面的倾斜角θL(n)。
另外,对于从线状导光体14的纸面右侧起计算,第20个或其以内的光反射部20b2,与上述相同地,根据采用最小二乘法的公式,设定光反射部20b2的倾斜角θb(n)。
此外,光反射部20b2的倾斜角θb(n)还按照满足下述的条件的方式,分别设定。
即,比如,从线状导光体14的纸面右侧起计算,第s个光反射部20b2(s)与第s+1个光反射部20b2(s+1)之间的距离设为ΔX,第s个光反射部20b2(s)的倾斜角θb(n)与第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb(n)之间的差设为Δθb时,按照Δθb/ΔX的绝对值在2.71度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20b2的倾斜角θb(n)。
换言之,比如,从线状导光体14的纸面右侧起计算,第s个光反射部20b2 (s)与第s+1个光反射部20b2(s+1)之间的距离设为ΔX,第s个光反射部20b2 (s)的倾斜角θb(n)与第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb(n)之间的差设为Δθb时,按照Δθb/ΔX的绝对值在2.71度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20b2的面的倾斜角θR(n)。
还有,对于上述以外的光反射部20a2、20b2,与第2实施方式的场合相同地,设定倾斜角θa(n)、θb(n)。
另外,在本实施方式中,按照不仅将Δθa/ΔX,Δθb/ΔX设定得小,而且使Δθa/ΔX的变化量或Δθb/ΔX的变化量也变小的方式,分别设定倾斜角θa(n)、θb(n)。
即,当第r个光反射部20a2(r)与第r+1个光反射部20a2(r+1)之间的距离设为ΔX(r),第r+1个光反射部20a2(r+1)与第r+2个光反射部20a2(r+2)之间的距离设为ΔX(r+1),第r个光反射部20a2(r)的倾斜角θa(n)与第r+1个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa之间的差设为Δθa(r),第r+1个光反射部20a2 (r+1)的倾斜角θa(n)与第r+2个光反射部20a2(r+2)的倾斜角θa(n)之间的差设为Δθa(r+1)时,以Δθa(r)/ΔX(r)与θa(r+1)/ΔX(r+1)的差的绝对值,即,相对于沿着线状导光体14的长度方向的距离的Δθa/ΔX的变化量的绝对值在0.70度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20a的倾斜角θa(n)。
换言之,当第r个光反射部20a2(r)与第r+1个光反射部20a2(r+1)之间的距离设为ΔX(r),第r+1个光反射部20a2(r+1)与第r+2个光反射部20a2(r+2)之间的距离设为ΔX(r+1),第r个光反射部20a2(r)的倾斜角θa(n)与第r+1个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa之间的差设为Δθa(r),第r+1个光反射部20a2(r+1)的倾斜角θa(n)与第r+2个光反射部20a2(r+2)的倾斜角θa(n)之间的差设为Δθa(r+1)时,按照Δθa(r)/ΔX(r)与θa(r+1)/ΔX(r+1)的差的绝对值,即,相对于沿着线状导光体14的长度方向的距离的Δθa/ΔX的变化量的绝对值在0.70度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20a的面的倾斜角θL(n)。
此外,当第s个光反射部20b2(s)与第s+1个光反射部20b2(s+1)之间的距离设为ΔX(s),第s+1个光反射部20b2(s+1)与第s+2个光反射部20b2(s+2)之间的距离设为ΔX(s+1),第s个光反射部20b2(s)的倾斜角θb(n)与第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb之间的差设为Δθb(s),第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb(n)与第s+2个光反射部20b2(s+2)的倾斜角θb(n)之间的差设为Δθb(s+1)时,按照Δθb(s)/ΔX(s)与Δθb(s+1)/ΔX(s+1)的差的绝对值,即,相对于沿着线状导光体14的长度方向的距离的Δθb/ΔX的变化量的绝对值在0.70度/mm或在以下的方式,分别设定光反射部20b的倾斜角θb(n)。
换言之,当第s个光反射部20b2(s)与第s+1个光反射部20b2(s+1)之间的距离设为ΔX(s),第s+1个光反射部20b2(s+1)与第s+2个光反射部20b2(s+2)的之间的距离设为ΔX(s+1),第s个光反射部20b2(s)的倾斜角θb(n)与第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb之间的差设为Δθb(s),第s+1个光反射部20b2(s+1)的倾斜角θb(n)与第s+2个光反射部20b2(s+2)的倾斜角θb(n)之间的差设为Δθb(s+1)时,按照Δθb(s)/ΔX(s)与Δθb(s+1)/ΔX(s+1)的差的绝对值,即,相对于沿着线状导光体14的长度方向的距离的Δθb/ΔX的变化量的绝对值在0.70度/mm或其以下的方式,分别设定光反射部20b的面的倾斜角θR(n)。
下面通过图11,对本实施方式的光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的具体的设定值的例子进行说明。图11为表示根据本实施方式的照明装置的光反射部的倾斜角θa(n)、θb(n)的例子的曲线图。横轴表示从线状导光体14的端面到光反射部20a2、20b2的距离X(n),纵轴表示光反射部20a2、20b2的倾斜角θb(n)。
如从图11可知,在本实施方式中,相对于距离X(n)的变化的光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化与第2实施方式相比较缓慢。
如这样,根据本实施方式,由于按照相对于距离X(n)的变化的光反射部20a2、20b2的倾斜角θa(n)、θb(n)的变化比较缓慢的方式,分别设定倾斜角θa(n)、θb(n),因此可使光强度分布更加均匀。
(第4实施方式)
下面通过图12,对本发明的第4实施方式进行说明。图12为表示根据本实施方式的照明装置的俯视图。对与图1A~图10所示的根据第1~第3实施方式的照明装置相同的组成部分采用同一标号,省略或简化其说明。
根据本实施方式的照明装置的主要特征在于,在线状导光体14的反射侧,即,形成有光反射部20的一侧,与线状导光体14分开独立地设置有反射机构24。
如图12所示,在本实施方式中,在线状导光体14的反射侧,与线状导光体14分开独立地设置有反射机构24。作为反射机构24,可采用至少覆盖线状导光体14中的反射侧的铝制的保持件等。
在第1~第3实施方式中,在线状导光体14的反射侧形成反射涂膜20,来防止光从线状导光体14的反射侧向外部泄漏的情况,但是,在本实施方式中,通过与线状导光体14分开独立地设置的反射机构24,可将从线状导光体14的反射侧泄漏的光返回到线状导光体14内。
由于即使在这样,替代反射涂膜20而设置反射机构24的情况下,仍可将从线状导光体14的反射侧泄漏的光返回到线状导光体14内,因此可防止照明整体变暗的情况。
如这样,不必一定在线状导光体14的反射侧形成反射涂膜20,也可如本实施方式那样,与线状导光体14分开独立地设置反射机构24。
(第5实施方式)
下面通过图13,对根据本发明的第5实施方式的液晶显示装置进行说明。图13为表示根据本实施方式的液晶显示装置的立体图。对与图1A~图12所示的根据第1~第4实施方式的照明装置相同的组成部分采用同一标号,省略或简化其说明。
根据本实施方式的液晶显示装置,将第1~第4实施方式中的任意一个照明装置和反射型液晶面板组合而构成。
如图13所示,在反射型液晶面板26上,设置有根据第1~第4实施方式中的任意一个的照明装置10。
从照明装置10的线状导光体14射出的光通过面状导光体16,射入到反射型液晶面板26,通过设置于反射型液晶面板26上的反射镜(图中未示出),来进行反射,通过人类的眼睛进行辨认。在本实施方式中,照明装置10用作前照灯。
根据本实施方式,由于采用根据第1~第4实施方式中的任意一个的照明装置而构成,故能够以均匀的光强度,对反射型液晶面板进行照明。因此,根据本实施方式,能够提供显示特性良好的液晶显示装置。
(第6实施例)
下面通过图14,对根据本发明的第6实施方式的液晶显示装置进行说明。图14为表示根据本实施方式的液晶显示装置的立体图。对与图1A~图13所示的根据第1~第5实施方式的照明装置相同的组成部分采用同一标号,省略或简化其说明。
根据本实施方式的液晶显示装置,将第1~第5实施方式中的任意一个的照明装置和透射型液晶面板组合而构成。
如图14所示的那样,在根据第1~第4实施方式的任意一个的照明装置10上,设置有透射型液晶面板28。
从线状导光体14射出的光通过面状导光体16,射入到透射型液晶面板28,透过透射型液晶面板28,并通过人类的眼睛进行视觉辨认。
如这样,根据本实施方式,可提供即使在采用透射型液晶面板的情况下,显示特性仍良好的液晶显示装置。
(变形实施方式)
本发明并不限定于上述实施方式,可有各种变形。
比如,在上述实施方式中,按照沿与线状导光体的长度方向相垂直的方向射出光的方式,设定光反射部的倾斜角,但是,也可不必一定与线状导光体的长度方向相垂直。比如,还可按照射出光收敛于视觉辨认者的眼睛处的方式,设定光反射部的倾斜角的角度。另外,也可以按照光稍稍地发散的方式,设定光反射部的倾斜角的角度。总之,按照与线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的方式,设定光反射部的倾斜角,就可获得良好的显示特性。
另外,在上述实施方式中,交替地形成用于反射从LED12a导入的光的光反射部20a和用于反射从LED12b导入的光的光反射部20b,但是也可以不必一定正确地交替地形成。比如,也可以邻接地形成2个光反射部20a,在其相邻处形成1个光反射部20b,再在其相邻处形成1个光反射部20a,进而在其相邻处形成2个光反射部20b。还可按照每交替2个地形成光反射部20a和光反射部20b。即,基本交替地形成光反射部20a和光反射部20b即可。
此外,也可以在靠近LED12a的位置中,不设置用于反射从LED12a导入的光的光反射部20a,而设置用于反射从LED12b导入的光的光反射部20b,而且,在靠近LED12b的位置中,不设置用于反射从LED12b导入的光的光反射部20b,而设置用于反射从LED12a导入的光的光反射部20a。如果在用于反射从LED12b导入的光反射部20b形成于至少靠近LED12a的位置,而且用于反射从LED12a导入的光的光反射部20a形成于至少靠近LED12b的位置,则可以防止在线状导光体14的端部附近区域中光强度降低的情况。
本发明适用于照明装置和液晶显示装置,特别对可按照均匀的光强度进行照明的照明装置和采用该照明装置的具有良好的显示特性的液晶显示装置有用。

Claims (8)

1.一种照明装置,其包括:第1光源;与上述第1光源隔开而设置的第2光源;线状导光体,其设置于上述第1光源和上述第2光源之间,从射出侧呈线状射出从上述第1光源和上述第2光源导入的光,其特征在于:
在上述线状导光体的与上述射出侧对向的反射侧上,分别形成有多个第1光反射部和多个第2光反射部,该第1光反射部由反射从上述第1光源导入的光的第1V字形槽形成,该第2光反射部由反射从上述第2光源导入的光的第2V字形槽形成,上述第1V字形槽的面的夹角与第2V字形槽的面的夹角为基本相等的角度;
上述多个第1光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第1光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度,上述多个第2光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第2光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度;
上述多个第1光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,上述多个第2光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第2光源的一侧与相反侧的端部附近区域。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,上述第1光反射部和上述第2光反射部基本交替地形成。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置,其特征在于,上述多个第1光反射部的面分别按照下述方式倾斜,该方式为:在相互接近的上述第1光反射部的间距设为ΔX,倾斜角的变化设为Δθ时,Δθ/ΔX的绝对值在2.71度/mm或其以下。
4.根据权利要求3所述的照明装置,其特征在于,上述多个第1光反射部的面分别按照下述方式倾斜,该方式为:相对于沿着上述线状导光体的长度方向的距离的Δθ/ΔX的变化量的绝对值在0.70度/mm或其以下。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的照明装置,其特征在于,其还包括面状导光体,该面状导光体与上述线状导光体光耦合,呈平面状地射出从上述线状导光体导入的光。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的照明装置,其特征在于,在上述线状导光体的上述反射侧,还形成有反射涂膜。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的照明装置,其特征在于,在上述线状导光体的上述反射侧,与上述线状导光体分开独立地设置有反射机构。
8.一种液晶显示装置,其包括照明装置和通过上述照明装置进行照明的液晶面板,该照明装置包括:第1光源;与上述第1光源隔开而设置的第2光源;线状导光体,其设置于上述第1光源和上述第2光源之间,从射出侧呈线状地射出从上述第1光源和上述第2光源导入的光;面状导光体,其与上述线状导光体光耦合,呈平面状地射出从上述线状导光体导入的光,其特征在于:
在上述线状导光体的与上述射出侧对向的反射侧上,分别形成有多个第1光反射部和多个第2光反射部,该第1光反射部由反射从上述第1光源导入的光的第1V字形槽形成,该第2光反射部由反射从上述第2光源导入的光的第2V字形槽形成,上述第1V字形槽的面的夹角与第2V字形槽的面的夹角为基本相等的角度;
上述多个第1光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第1光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度,上述多个第2光反射部的面分别按照下述角度倾斜,该角度为使从上述第2光源导入的光沿与上述线状导光体的长度方向基本相垂直的方向射出的角度;
上述多个第1光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第1光源的一侧与相反侧的端部附近区域,上述多个第2光反射部至少形成于上述线状导光体的设置有上述第2光源的一侧与相反侧的端部附近区域。
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