JP2001035227A - 面状照明装置 - Google Patents
面状照明装置Info
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- light guide
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
- G02B6/0023—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed between the light guide and the light source, or around the light source
- G02B6/0028—Light guide, e.g. taper
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
- G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
- G02B6/0038—Linear indentations or grooves, e.g. arc-shaped grooves or meandering grooves, extending over the full length or width of the light guide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶パネルに重ねて設けられる透明基板
を発光ダイオードで照明する構造において、不必要に輝
く光線を除去して視認性を高める。 【解決手段】 透明基板２の一端に、一部に光路変換手
段としてのプリズム形状部分３ａを施した棒状の導光体
３を配設し、この導光体３の光が導光体３を介して透明
基板２に入射されるようにした面状照明装置において、
導光体３の長さ寸法を透明基板２の幅寸法より大きく
し、導光体３の発光ダイオード４側の端部を透明基板２
の端部より突出させた。導光体３の端部を透明基板２の
端部より突出させると、前記不必要に輝く光線が消え
る。
を発光ダイオードで照明する構造において、不必要に輝
く光線を除去して視認性を高める。 【解決手段】 透明基板２の一端に、一部に光路変換手
段としてのプリズム形状部分３ａを施した棒状の導光体
３を配設し、この導光体３の光が導光体３を介して透明
基板２に入射されるようにした面状照明装置において、
導光体３の長さ寸法を透明基板２の幅寸法より大きく
し、導光体３の発光ダイオード４側の端部を透明基板２
の端部より突出させた。導光体３の端部を透明基板２の
端部より突出させると、前記不必要に輝く光線が消え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パーソナル・コン
ピュータやワードプロセッサ等（以下、これらをパソコ
ンという）あるいは小型携帯情報機器のディスプレィ部
分に使用される、面状照明装置に関するものである。
ピュータやワードプロセッサ等（以下、これらをパソコ
ンという）あるいは小型携帯情報機器のディスプレィ部
分に使用される、面状照明装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パソコンのディスプレィに用いられるも
のとしては、これまで、陰極線管（いわゆるブラウン
管）が主流であったが、これはなにぶんにも大型、高重
量である上に、消費電力が大きいものであることから、
最近では液晶パネルが多用化されている。このため、液
晶パネルの画素数が多いものが開発され、また、他の回
路素子の小型化も進んだことから、ノートブック型ある
いはこれに準ずる小型のパソコンが急速に普及してい
る。また、液晶パネルは、上記パソコンのほかにも小型
携帯情報機器その他の各電子機器のディスプレィとして
多く使用されている。
のとしては、これまで、陰極線管（いわゆるブラウン
管）が主流であったが、これはなにぶんにも大型、高重
量である上に、消費電力が大きいものであることから、
最近では液晶パネルが多用化されている。このため、液
晶パネルの画素数が多いものが開発され、また、他の回
路素子の小型化も進んだことから、ノートブック型ある
いはこれに準ずる小型のパソコンが急速に普及してい
る。また、液晶パネルは、上記パソコンのほかにも小型
携帯情報機器その他の各電子機器のディスプレィとして
多く使用されている。
【０００３】このように液晶パネルの需要は急激に増大
しているが、液晶パネル自体は発光しないので照明装置
が必要となる。従来は、パソコンのように比較的大きな
面積のディスプレィにあっては、この照明装置としてた
とえば冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）あるいは熱陰極蛍光管
（ＨＣＦＬ）を使用していた。これらいずれのものを使
用する場合であっても、蛍光管であるから電極間で放電
をさせるのに高い電圧が必要となる。このため、半導体
を使用した発振回路を設け、発振で生じた電圧を蛍光管
に供給していた。また、携帯電話機のように比較的小さ
な面積のディスプレィでは、有機エレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ素子）等の発光体を用いていた。
しているが、液晶パネル自体は発光しないので照明装置
が必要となる。従来は、パソコンのように比較的大きな
面積のディスプレィにあっては、この照明装置としてた
とえば冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）あるいは熱陰極蛍光管
（ＨＣＦＬ）を使用していた。これらいずれのものを使
用する場合であっても、蛍光管であるから電極間で放電
をさせるのに高い電圧が必要となる。このため、半導体
を使用した発振回路を設け、発振で生じた電圧を蛍光管
に供給していた。また、携帯電話機のように比較的小さ
な面積のディスプレィでは、有機エレクトロルミネッセ
ンス（ＥＬ素子）等の発光体を用いていた。
【０００４】パソコンは電気回路と電気装置の結集であ
るから、それ自体、電力を消費する。そこで省電力のた
めの研究が進められ、現在では、以前のものに比べて消
費電力が格段に小さくなったものが普及している。とく
にノートブック型や小型携帯情報機器のものにこの傾向
が多い。しかしながら照明装置の電力消費量が大きい
と、電池の発生電力の大半がこの照明装置で消費されて
しまうことになる。
るから、それ自体、電力を消費する。そこで省電力のた
めの研究が進められ、現在では、以前のものに比べて消
費電力が格段に小さくなったものが普及している。とく
にノートブック型や小型携帯情報機器のものにこの傾向
が多い。しかしながら照明装置の電力消費量が大きい
と、電池の発生電力の大半がこの照明装置で消費されて
しまうことになる。
【０００５】そこで蛍光管を使用せず、これに代わるも
のとして白色の発光ダイオードを使用するものが開発さ
れ、本出願人により、すでに特許出願されている（特願
平１０−１８２０７６号等参照）。この方式の基本的な
構造を図２について説明する。この方式では、液晶パネ
ル１の上面には透明基板２が重ね合わされており、図に
おいて上方から見る観察者は、液晶パネル１の表示を透
明基板２を通して観察するようになっている。
のとして白色の発光ダイオードを使用するものが開発さ
れ、本出願人により、すでに特許出願されている（特願
平１０−１８２０７６号等参照）。この方式の基本的な
構造を図２について説明する。この方式では、液晶パネ
ル１の上面には透明基板２が重ね合わされており、図に
おいて上方から見る観察者は、液晶パネル１の表示を透
明基板２を通して観察するようになっている。
【０００６】透明基板２の形状は、液晶パネル１と同形
の平面視方形であり、その一端には、棒状の導光体３が
配設されている。液晶パネル１と透明基板２の間および
透明基板２と導光体３の間は、図においてはそれぞれ離
して描かれているが、実際のものは、すべてが近接して
いる。透明基板２の表面には、光路変換手段として、断
面形状が三角形の溝部２ａが平行に多数条設けられてい
る（図３参照）。また、導光体３の一部にも、後述する
ような光路変換手段が施されている。
の平面視方形であり、その一端には、棒状の導光体３が
配設されている。液晶パネル１と透明基板２の間および
透明基板２と導光体３の間は、図においてはそれぞれ離
して描かれているが、実際のものは、すべてが近接して
いる。透明基板２の表面には、光路変換手段として、断
面形状が三角形の溝部２ａが平行に多数条設けられてい
る（図３参照）。また、導光体３の一部にも、後述する
ような光路変換手段が施されている。
【０００７】導光体３の両端には、発光体である発光ダ
イオード（ＬＥＤ）４，４が配置されている。この発光
ダイオード４は、図においては導光体３と離れている
が、実際には導光体３に密着している。発光ダイオード
４の発光色は白色であり、電流を通じて発光したとき、
その光の大半が導光体３に向かうように、ケース等によ
り、必要に応じて周囲を囲むようにしてある。
イオード（ＬＥＤ）４，４が配置されている。この発光
ダイオード４は、図においては導光体３と離れている
が、実際には導光体３に密着している。発光ダイオード
４の発光色は白色であり、電流を通じて発光したとき、
その光の大半が導光体３に向かうように、ケース等によ
り、必要に応じて周囲を囲むようにしてある。
【０００８】この構造において発光ダイオード４，４を
発光させると、その光線は導光体３の光路変換手段３ａ
により透明基板２側へ入射する。そして透明基板２の溝
部２ａによって光線を透明基板２から出射させて液晶パ
ネル１を照明する。照明された液晶パネル１の表示は、
透明基板２を透過して観察者に観察される。
発光させると、その光線は導光体３の光路変換手段３ａ
により透明基板２側へ入射する。そして透明基板２の溝
部２ａによって光線を透明基板２から出射させて液晶パ
ネル１を照明する。照明された液晶パネル１の表示は、
透明基板２を透過して観察者に観察される。
【０００９】以上説明した構造において、導光体３に
は、前述のように光路変換手段が施されている。光路変
換手段としては、導光体３の表面の一部を粗面化して形
成したもの、また、導光体３の表面の一部に白色塗料を
塗布して形成したもの、さらに図示するように導光体３
の表面の一部にプリズム形状部分３ａを継続して設けて
形成したものがある。上記構造のものにおいては、発光
ダイオード４からの光線を導光体３に導き、導光体３の
光路変換手段によって発光ダイオード４の光線を透明基
板２側に屈折させるようにしている。
は、前述のように光路変換手段が施されている。光路変
換手段としては、導光体３の表面の一部を粗面化して形
成したもの、また、導光体３の表面の一部に白色塗料を
塗布して形成したもの、さらに図示するように導光体３
の表面の一部にプリズム形状部分３ａを継続して設けて
形成したものがある。上記構造のものにおいては、発光
ダイオード４からの光線を導光体３に導き、導光体３の
光路変換手段によって発光ダイオード４の光線を透明基
板２側に屈折させるようにしている。
【００１０】以上説明したものは原理的な構造であり、
実際に使用するときには、図４に示すような構造とする
ことが多い。すなわち、導光体３の背部に反射材５が置
かれて導光体３の後部に漏れる光線を前方に向け光線利
用効率を上げている。導光体３と透明基板２の間には拡
散板６を配設している。これは導光体３の光路変換手段
としてのプリズム形状部分３ａのみが光るため、透明基
板２を観察すると明暗、明暗、…となりストライプ状の
線が見えてしまう。これを防止するために、光線を拡散
して視認性を上げるようにしてある。
実際に使用するときには、図４に示すような構造とする
ことが多い。すなわち、導光体３の背部に反射材５が置
かれて導光体３の後部に漏れる光線を前方に向け光線利
用効率を上げている。導光体３と透明基板２の間には拡
散板６を配設している。これは導光体３の光路変換手段
としてのプリズム形状部分３ａのみが光るため、透明基
板２を観察すると明暗、明暗、…となりストライプ状の
線が見えてしまう。これを防止するために、光線を拡散
して視認性を上げるようにしてある。
【００１１】この構造において発光ダイオード４を発光
させると、その光線７の一部の成分７ａは導光体３の端
部から導光体３へ入射し、導光体３と空気との屈折率の
差によって導光体３内に閉じ込められた後、光路変換手
段に当って出射される。すなわち、光路変換手段として
のプリズム形状部分３ａで反射屈折して透明基板２側に
入射する。他の成分７ｂは導光体３に入らずに直接透明
基板２に入って、直線状に輝く線（以下、直接光輝線と
いう）となってしまう。
させると、その光線７の一部の成分７ａは導光体３の端
部から導光体３へ入射し、導光体３と空気との屈折率の
差によって導光体３内に閉じ込められた後、光路変換手
段に当って出射される。すなわち、光路変換手段として
のプリズム形状部分３ａで反射屈折して透明基板２側に
入射する。他の成分７ｂは導光体３に入らずに直接透明
基板２に入って、直線状に輝く線（以下、直接光輝線と
いう）となってしまう。
【００１２】上記直接光輝線は、各部材の組付け位置が
ずれたときに発生することが判明している。したがって
組付作業を行うとき、組付け位置にずれが生じないよう
にすることにより、発生しないようにすることが可能で
ある。しかしながら、透明基板２には、この直接光輝線
のほかにも輝線が発生することが認められている。
ずれたときに発生することが判明している。したがって
組付作業を行うとき、組付け位置にずれが生じないよう
にすることにより、発生しないようにすることが可能で
ある。しかしながら、透明基板２には、この直接光輝線
のほかにも輝線が発生することが認められている。
【００１３】図５はそれを示すものである。この図に示
す状態は、各部材の組付け位置にずれがなく、正確に組
み付けられている。この状態において、発光ダイオード
４が発する光線の一部の成分７ａは、導光体３へ入射し
て光路変換手段であるプリズム形状部分３ａで反射屈折
して透明基板２側に入射することになるが、導光体３の
端面３ｂが透明基板２を左右方向（透明基板２の光路変
換手段２ａに平行）から観察したときに、光路変換手段
２ａと透明基板２の下面２ｂの反射（フレネル）によ
り、符号７ｃで示すように帯状に輝いて見えることにな
り、透明基板２の視認性が損なわれる。これを便宜上、
写り込み輝線と称する。
す状態は、各部材の組付け位置にずれがなく、正確に組
み付けられている。この状態において、発光ダイオード
４が発する光線の一部の成分７ａは、導光体３へ入射し
て光路変換手段であるプリズム形状部分３ａで反射屈折
して透明基板２側に入射することになるが、導光体３の
端面３ｂが透明基板２を左右方向（透明基板２の光路変
換手段２ａに平行）から観察したときに、光路変換手段
２ａと透明基板２の下面２ｂの反射（フレネル）によ
り、符号７ｃで示すように帯状に輝いて見えることにな
り、透明基板２の視認性が損なわれる。これを便宜上、
写り込み輝線と称する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、直接光
輝線は各部材の組付作業を行うとき、組付け位置にずれ
が生じないようにすれば発生を防止することができる
が、写り込み輝線はその性質上、同様の方法によっては
発生を防止することはできない。そこで本発明の発明者
は、多くの実験を行い、試行錯誤の結果、発光体である
発光ダイオードの位置を変えることにより、この写り込
み輝線の発生を抑止することに成功した。
輝線は各部材の組付作業を行うとき、組付け位置にずれ
が生じないようにすれば発生を防止することができる
が、写り込み輝線はその性質上、同様の方法によっては
発生を防止することはできない。そこで本発明の発明者
は、多くの実験を行い、試行錯誤の結果、発光体である
発光ダイオードの位置を変えることにより、この写り込
み輝線の発生を抑止することに成功した。
【００１５】したがって本発明は、その具体的な構造を
提供しようとするものである。
提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、透明基板の一端に、一部に光
路変換手段を施した棒状の導光体を配設し、該導光体の
端部に発光体を配置することにより、該発光体の光が導
光体を介して前記透明基板に入射されるようにした面状
照明装置において、前記導光体の長さ寸法を前記透明基
板の幅寸法より大きくし、導光体の発光体側端部を前記
透明基板の端部より突出させたことを特徴とする。
決するための手段として、透明基板の一端に、一部に光
路変換手段を施した棒状の導光体を配設し、該導光体の
端部に発光体を配置することにより、該発光体の光が導
光体を介して前記透明基板に入射されるようにした面状
照明装置において、前記導光体の長さ寸法を前記透明基
板の幅寸法より大きくし、導光体の発光体側端部を前記
透明基板の端部より突出させたことを特徴とする。
【００１７】上記構成とすれば、その端面が透明基板に
写り込まないので、写り込み輝線とはならない。
写り込まないので、写り込み輝線とはならない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を小型携帯情報機器
のディスプレィに適用した実施の形態を図１について説
明する。本発明により、導光体３と反射材５および拡散
板６の長さ寸法を透明基板２の幅寸法より長くし、透明
基板２の側面に対して、導光体３の端部をＡだけ突出さ
せてある。導光体３が突出することにより、当然に発光
ダイオード４の位置も変わる。
のディスプレィに適用した実施の形態を図１について説
明する。本発明により、導光体３と反射材５および拡散
板６の長さ寸法を透明基板２の幅寸法より長くし、透明
基板２の側面に対して、導光体３の端部をＡだけ突出さ
せてある。導光体３が突出することにより、当然に発光
ダイオード４の位置も変わる。
【００１９】このように発光ダイオード４の位置を変
え、それに対面する導光体３の端部の位置が透明基板２
の側面から離れると、導光体３の端面が透明基板２に写
り込まない。したがって写り込み輝線は発生しない。
え、それに対面する導光体３の端部の位置が透明基板２
の側面から離れると、導光体３の端面が透明基板２に写
り込まない。したがって写り込み輝線は発生しない。
【００２０】
【実施例】次に、小型携帯情報機器のディスプレィに適
用した実施例を説明する。この場合、透明基板２の幅寸
法は４０ｍｍ、奥行き寸法は３０ｍｍ、厚さ寸法は１ｍ
ｍである。また、透明基板２の表面に設けられる光路変
換手段としての溝部２ａの谷部の角度は６０°、傾斜角
は４５°に設定してある。導光体３の幅寸法は３ｍｍで
あり、その両端に対向するよう発光ダイオード４が２個
使用されている（１個は図示せず）。そして透明基板２
の側面に対する導光体３の端部の突出量Ａは３ｍｍにし
てある。
用した実施例を説明する。この場合、透明基板２の幅寸
法は４０ｍｍ、奥行き寸法は３０ｍｍ、厚さ寸法は１ｍ
ｍである。また、透明基板２の表面に設けられる光路変
換手段としての溝部２ａの谷部の角度は６０°、傾斜角
は４５°に設定してある。導光体３の幅寸法は３ｍｍで
あり、その両端に対向するよう発光ダイオード４が２個
使用されている（１個は図示せず）。そして透明基板２
の側面に対する導光体３の端部の突出量Ａは３ｍｍにし
てある。
【００２１】この構造において発光ダイオード４に通電
して発光させたとき、直接光輝線はもとより、図５に示
す従来構造では発生した写り込み輝線が発生しなかっ
た。
して発光させたとき、直接光輝線はもとより、図５に示
す従来構造では発生した写り込み輝線が発生しなかっ
た。
【００２２】以上説明した実施の形態および実施例は、
いずれも小型携帯情報機器のディスプレィに関するもの
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、面
積の大きいパソコン等のディスプレィ用としても使用で
きることは言うまでもない。また、発光ダイオードは２
個使用して導光体の両端に設けてもよいが、一端に臨む
ように１個のみ使用してもよいし複数個使用しても良
い。
いずれも小型携帯情報機器のディスプレィに関するもの
であったが、本発明はこれに限られるものではなく、面
積の大きいパソコン等のディスプレィ用としても使用で
きることは言うまでもない。また、発光ダイオードは２
個使用して導光体の両端に設けてもよいが、一端に臨む
ように１個のみ使用してもよいし複数個使用しても良
い。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成した
面状照明装置であるから、きわめて簡単な構造により、
写り込み輝線の発生を抑止することができる。
面状照明装置であるから、きわめて簡単な構造により、
写り込み輝線の発生を抑止することができる。
【図１】本発明の実施の形態を示す説明図である。
【図２】面状照明装置の一般的な構造を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】図２のうちの溝部の形状を示す側面図である。
【図４】従来構造の作用を説明する説明図である。
【図５】従来構造の他の作用を説明する説明図である。
２ 透明基板 ３ 導光体 ３ａ プリズム形状部分 ４ 発光ダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月１３日（１９９９．１２．
１３）
１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (1)
- 【請求項１】 透明基板の一端に、一部に光路変換手段
を施した棒状の導光体を配設し、該導光体の端部に発光
体を配置することにより、該発光体の光が導光体を介し
て前記透明基板に入射されるようにした面状照明装置に
おいて、前記導光体の長さ寸法を前記透明基板の幅寸法
より大きくし、導光体の発光体側端部を前記透明基板の
端部より突出させたことを特徴とする面状照明装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204531A JP2001035227A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 面状照明装置 |
| US09/459,896 US6293683B1 (en) | 1999-07-19 | 1999-12-14 | Spread illuminating apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204531A JP2001035227A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 面状照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001035227A true JP2001035227A (ja) | 2001-02-09 |
Family
ID=16492093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11204531A Pending JP2001035227A (ja) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | 面状照明装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6293683B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001035227A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001343532A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | フロントライト、反射型液晶表示装置および携帯情報端末 |
| JP2002373519A (ja) * | 2001-06-18 | 2002-12-26 | Fujitsu Ltd | 照明装置及び液晶表示装置 |
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