JP3429387B2 - サイドライト型面光源装置 - Google Patents
サイドライト型面光源装置Info
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- 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
- G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、導光板の側方に一次
光源を配置するとともに該導光板の一方の面を発光面と
した型の面光源装置（以下、「サイドライト型面光源装
置」と言う。）に関する。更に詳しく言えば、本願発明
は、導光板の裏面側に設けられる光拡散要素の分布パタ
ーンを改良したサイドライト型面光源装置に関する。本
願発明に従ったサイドライト型面光源装置は、特に、液
晶ディスプレイのバックライト光源に適用して有利なも
のである。
光源を配置するとともに該導光板の一方の面を発光面と
した型の面光源装置（以下、「サイドライト型面光源装
置」と言う。）に関する。更に詳しく言えば、本願発明
は、導光板の裏面側に設けられる光拡散要素の分布パタ
ーンを改良したサイドライト型面光源装置に関する。本
願発明に従ったサイドライト型面光源装置は、特に、液
晶ディスプレイのバックライト光源に適用して有利なも
のである。
【０００２】
【従来の技術】初めに、サイドライト型面光源装置の一
般的な構造と作用について説明する。図１は、従来より
知られているサイドライト型面光源装置の構造を例示し
た要部断面図である。同図において、符号２は導光板
で、通常は透明なプラスチック材料からなる。導光板２
の側方には、一次光源として、ロッド状の光源素子１が
導光板２の側端面（光入射面）２ａに沿って配置され
る。光源素子２には、蛍光ランプ等の冷陰極管が使用さ
れることが通例である。以下、光源素子１を単にランプ
と呼ぶ。
般的な構造と作用について説明する。図１は、従来より
知られているサイドライト型面光源装置の構造を例示し
た要部断面図である。同図において、符号２は導光板
で、通常は透明なプラスチック材料からなる。導光板２
の側方には、一次光源として、ロッド状の光源素子１が
導光板２の側端面（光入射面）２ａに沿って配置され
る。光源素子２には、蛍光ランプ等の冷陰極管が使用さ
れることが通例である。以下、光源素子１を単にランプ
と呼ぶ。
【０００３】導光板２の一方の面は発光面とされ、その
上には付加的に１枚または複数枚のシート状の素子３
（以下、「付加素子」とも言う。）が配置される。この
付加素子３には、光拡散シート、プリズムシート、プリ
ズムシート保護シート、干渉縞防止シート等がある。
上には付加的に１枚または複数枚のシート状の素子３
（以下、「付加素子」とも言う。）が配置される。この
付加素子３には、光拡散シート、プリズムシート、プリ
ズムシート保護シート、干渉縞防止シート等がある。
【０００４】発光面と反対側の面（以下、「裏面」と言
う。反射面と呼ばれることもある。）側には、反射シー
ト４が配置される。反射シート４には、銀箔、アルミニ
ウム箔、白色シート等が使用される。なお、図示は省略
したが、ランプ１の背面側には、導光板２への光の入射
効率を上げる為のリフレクタが配置される。
う。反射面と呼ばれることもある。）側には、反射シー
ト４が配置される。反射シート４には、銀箔、アルミニ
ウム箔、白色シート等が使用される。なお、図示は省略
したが、ランプ１の背面側には、導光板２への光の入射
効率を上げる為のリフレクタが配置される。
【０００５】ランプ１から放射された光の多くの部分
は、直接あるいは間接に光入射面２ａから導光板２内に
導入される。導光板１内に導入された光は、導光板２の
表裏面で繰り返し反射されながら光入射面２ａとは反対
側の端面へ向かって導光される。その過程で発光面から
徐々に照明光が取り出され、付加素子３の作用（光拡散
作用等）を受けた上で、照明光として出射される。この
照明光は、例えば液晶ディスプレイのバックライト照明
光として利用される。
は、直接あるいは間接に光入射面２ａから導光板２内に
導入される。導光板１内に導入された光は、導光板２の
表裏面で繰り返し反射されながら光入射面２ａとは反対
側の端面へ向かって導光される。その過程で発光面から
徐々に照明光が取り出され、付加素子３の作用（光拡散
作用等）を受けた上で、照明光として出射される。この
照明光は、例えば液晶ディスプレイのバックライト照明
光として利用される。
【０００６】以上がサイドライト型の面光源装置の最も
基本的な構造と作用であるが、このような単純な構造と
作用では、付加素子３の上面に形成される輝光面の輝度
の均一性が確保出来ない。即ち、輝光面の輝度に、光入
射面２ａからの距離に従った勾配が生じてしまう。ま
た、導光板２内へ導入された光を発光面側へ向ける機能
が十分ではなく、輝度レベルが不足しがしがちとなる。
これを回避する為に、従来より、導光板２の裏面側に光
拡散性を有する多数の要素を所定の分布パターンで配設
することが行なわれている。この分布パターンは、多数
のドット状の要素を所定の考え方に従って配列させた形
態をとるので、ドットパターンとも呼ばれている。
基本的な構造と作用であるが、このような単純な構造と
作用では、付加素子３の上面に形成される輝光面の輝度
の均一性が確保出来ない。即ち、輝光面の輝度に、光入
射面２ａからの距離に従った勾配が生じてしまう。ま
た、導光板２内へ導入された光を発光面側へ向ける機能
が十分ではなく、輝度レベルが不足しがしがちとなる。
これを回避する為に、従来より、導光板２の裏面側に光
拡散性を有する多数の要素を所定の分布パターンで配設
することが行なわれている。この分布パターンは、多数
のドット状の要素を所定の考え方に従って配列させた形
態をとるので、ドットパターンとも呼ばれている。
【０００７】図２は、このような光拡散性要素を最も基
本的な分布パターンで配設した導光板２を裏面側からみ
た平面図である。同図に大小の丸印で描かれているの
は、光拡散要素で、光拡散性のインキのプリント層、梨
地加工面（微細凹凸面）等からなる。多数の光拡散要素
は、ランプ１と平行に多数の列をなして設けられてい
る。そして、その存在密度（光拡散性を有する領域の面
積率）は、ランプ１からの距離に応じて徐々に低下して
いる。
本的な分布パターンで配設した導光板２を裏面側からみ
た平面図である。同図に大小の丸印で描かれているの
は、光拡散要素で、光拡散性のインキのプリント層、梨
地加工面（微細凹凸面）等からなる。多数の光拡散要素
は、ランプ１と平行に多数の列をなして設けられてい
る。そして、その存在密度（光拡散性を有する領域の面
積率）は、ランプ１からの距離に応じて徐々に低下して
いる。
【０００８】図２に示した導光板２を採用すれば、ラン
プ１からの遠近に依存した輝度差を抑制することが出来
る。しかし、このような手段ではランプ１の両端の電極
部１ａに近い部分（符号Ｓで表示）で輝度不足が発生す
る。例えば、市販されている全長２１７ｍｍのランプの
場合、発光部長は２０３ｍｍで、両端に７ｍｍづつの電
極部（非発光部）がある。このような非発光部の近傍
で、輝度不足が発生するのは当然のことである。
プ１からの遠近に依存した輝度差を抑制することが出来
る。しかし、このような手段ではランプ１の両端の電極
部１ａに近い部分（符号Ｓで表示）で輝度不足が発生す
る。例えば、市販されている全長２１７ｍｍのランプの
場合、発光部長は２０３ｍｍで、両端に７ｍｍづつの電
極部（非発光部）がある。このような非発光部の近傍
で、輝度不足が発生するのは当然のことである。
【０００９】ランプ１の発光部の長さを導光板２の幅ｄ
と同程度にすればこの欠点は一応緩和されるが、面光源
装置の形状と寸法をコンパクトにする上で非常に好まし
くない。
と同程度にすればこの欠点は一応緩和されるが、面光源
装置の形状と寸法をコンパクトにする上で非常に好まし
くない。
【００１０】そこで、この欠点を解消する為に種々の提
案がなされている。図３はその一例を示す図である。本
従来例では、図２に示した導光板２の裏面の隅部のう
ち、ランプ１の電極部１ａに近い２つの隅部Ｆについ
て、幅ｔ1 、奥行きｔ2 に亙って他の部分とは異なる扱
いがなされている。即ち、これらの隅部Ｆでは、その周
辺部に比して密に光拡散要素が配設される。この隅部Ｆ
内においても、図示されているように、必要に応じて奥
行き方向に光拡散要素の密度勾配を付けることが出来
る。
案がなされている。図３はその一例を示す図である。本
従来例では、図２に示した導光板２の裏面の隅部のう
ち、ランプ１の電極部１ａに近い２つの隅部Ｆについ
て、幅ｔ1 、奥行きｔ2 に亙って他の部分とは異なる扱
いがなされている。即ち、これらの隅部Ｆでは、その周
辺部に比して密に光拡散要素が配設される。この隅部Ｆ
内においても、図示されているように、必要に応じて奥
行き方向に光拡散要素の密度勾配を付けることが出来
る。
【００１１】しかし、このような分布パターンの形成法
にも問題がある。即ち、隅部Ｆを特別扱いすることか
ら、それらに隣接する周辺部との間で光拡散要素の存在
密度に急激な差異を生じることが避けられない。このよ
うな差異は、これら隅部周辺で輝度むらを発生させる原
因となり得る。
にも問題がある。即ち、隅部Ｆを特別扱いすることか
ら、それらに隣接する周辺部との間で光拡散要素の存在
密度に急激な差異を生じることが避けられない。このよ
うな差異は、これら隅部周辺で輝度むらを発生させる原
因となり得る。
【００１２】図４は図３に示した例とは別の考え方を導
入した従来例である。本例では、図２に示した導光板２
の裏面が、ランプ１に近い領域Ｉと離れた領域ＩＩに分
けられている。そして、領域Ｉに対しては、ランプ１の
中央点に対向する点をＧとして、この点Ｇ付近を中心
に、放射状に勾配を付ける態様で、光拡散要素が配設さ
れる。即ち、領域Ｉ内では、点Ｇ付近では光拡散要素の
存在密度が最小であり、そこから離れるに従って光拡散
要素の存在密度が上昇するようにパターンが決められて
いる。
入した従来例である。本例では、図２に示した導光板２
の裏面が、ランプ１に近い領域Ｉと離れた領域ＩＩに分
けられている。そして、領域Ｉに対しては、ランプ１の
中央点に対向する点をＧとして、この点Ｇ付近を中心
に、放射状に勾配を付ける態様で、光拡散要素が配設さ
れる。即ち、領域Ｉ内では、点Ｇ付近では光拡散要素の
存在密度が最小であり、そこから離れるに従って光拡散
要素の存在密度が上昇するようにパターンが決められて
いる。
【００１３】一方、領域ＩＩ内では、図２の考え方と同
様の考え方が採用されている。即ち、光拡散要素は、ラ
ンプ１と平行な列をなして設けられ、その存在密度は、
ランプ１からの距離に応じて徐々に低下するように設計
されている。
様の考え方が採用されている。即ち、光拡散要素は、ラ
ンプ１と平行な列をなして設けられ、その存在密度は、
ランプ１からの距離に応じて徐々に低下するように設計
されている。
【００１４】このような分布パターンの形成法には、別
の問題が生じる。即ち、領域Ｉにおいては光拡散要素の
存在密度の勾配が放射状に付けられでいるのに対して、
領域ＩＩにおいては光拡散要素の存在密度の勾配が導光
板２の奥行き方向に直線的に付けられていることから、
領域Ｉと領域ＩＩの境界付近で両者の整合がとれず、光
拡散要素の存在密度の変化の滑らかさが失われる。この
ような不整合は、領域Ｉと領域ＩＩの境界付近で輝度む
らを発生させる恐れがある。
の問題が生じる。即ち、領域Ｉにおいては光拡散要素の
存在密度の勾配が放射状に付けられでいるのに対して、
領域ＩＩにおいては光拡散要素の存在密度の勾配が導光
板２の奥行き方向に直線的に付けられていることから、
領域Ｉと領域ＩＩの境界付近で両者の整合がとれず、光
拡散要素の存在密度の変化の滑らかさが失われる。この
ような不整合は、領域Ｉと領域ＩＩの境界付近で輝度む
らを発生させる恐れがある。
【００１５】また、電極１ａの近傍で輝度不足を起こさ
ないように領域Ｉにおける勾配を設定し、領域ＩＩで光
拡散要素の存在密度の大きさと勾配を、領域ＩＩ内での
適正さを優先して独立に設定すると、特に符号Ｚで表示
した部分などで、拡散要素の存在密度の逆勾配部分が出
来てしまう恐れがある。
ないように領域Ｉにおける勾配を設定し、領域ＩＩで光
拡散要素の存在密度の大きさと勾配を、領域ＩＩ内での
適正さを優先して独立に設定すると、特に符号Ｚで表示
した部分などで、拡散要素の存在密度の逆勾配部分が出
来てしまう恐れがある。
【００１６】このように、従来技術では、導光板の側方
に配置されるロッド状のランプの発光部の長さが導光板
の幅を下回る場合に、導光板の奥行き方向と幅方向の輝
度の均一性を確保し、且つ、局所的な光拡散要素の存在
密度の急勾配や逆勾配の発生を回避出来るように、導光
板裏面の光拡散要素の分布パターンを決定することが困
難であった。
に配置されるロッド状のランプの発光部の長さが導光板
の幅を下回る場合に、導光板の奥行き方向と幅方向の輝
度の均一性を確保し、且つ、局所的な光拡散要素の存在
密度の急勾配や逆勾配の発生を回避出来るように、導光
板裏面の光拡散要素の分布パターンを決定することが困
難であった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本願発明の目的
は、従来のサイドライト型面光源装置における上記問題
を解決する技術手段を提供することにある。即ち、本願
発明は、一次光源に使用されるロッド状のランプの発光
部の長さが導光板の幅を下回る条件の下で輝光面全体に
亙って輝度むらを生じないように、導光板の裏面に設け
られる光拡散要素の分布パターンを適正に定めたサイド
ライト型面光源装置を提供することにある。
は、従来のサイドライト型面光源装置における上記問題
を解決する技術手段を提供することにある。即ち、本願
発明は、一次光源に使用されるロッド状のランプの発光
部の長さが導光板の幅を下回る条件の下で輝光面全体に
亙って輝度むらを生じないように、導光板の裏面に設け
られる光拡散要素の分布パターンを適正に定めたサイド
ライト型面光源装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本願発明は、導光板と、
導光板の側方に配置された一次光源とを備えたサイドラ
イト型面光源装置において、前記一次光源の発光部の長
さが前記導光板の幅を下回っている場合を想定して、上
記技術課題を解決する。本願発明では、導光板の裏面側
に配設される光拡散要素のパターンについて次の原則条
件が課される。
導光板の側方に配置された一次光源とを備えたサイドラ
イト型面光源装置において、前記一次光源の発光部の長
さが前記導光板の幅を下回っている場合を想定して、上
記技術課題を解決する。本願発明では、導光板の裏面側
に配設される光拡散要素のパターンについて次の原則条
件が課される。
【００１９】（１）光拡散要素のパターンは、一次光源
からの光が届き易い部分から届き難い部分へ向かって光
拡散要素の占有面積率が下降する部分が存在しないこ
と。 （２）且つ、光拡散要素のパターンの占有面積率が急激
に変化する部分が存在しないこと。
からの光が届き易い部分から届き難い部分へ向かって光
拡散要素の占有面積率が下降する部分が存在しないこ
と。 （２）且つ、光拡散要素のパターンの占有面積率が急激
に変化する部分が存在しないこと。
【００２０】この条件を遵守する光拡散要素のパターン
は、次の段階を経て決定することが出来る。 ［１］導光板の奥行き方向についてのみ、輝度が均一化
されるように光拡散要素の面積占有率の勾配を付けた光
拡散要素の分布パターンを定める。 ［２］前記［１］で定められた光拡散要素パターンの下
で、ランプ１の近傍で、前記導光板の幅方向について輝
度分布を測定する。 ［３］前記［２］の測定で得られた非発光部近傍の導光
板の隅部における輝度低下の大きさを考慮して、その部
分の光拡散要素Ａのサイズを定め、それに基づいて、導
光板の裏面の前記一次光源に近い部分を前記測定で導光
板の輝度低下が実質的に無い近ブロックと実質的にある
近ブロックに分ける境界を定める。
は、次の段階を経て決定することが出来る。 ［１］導光板の奥行き方向についてのみ、輝度が均一化
されるように光拡散要素の面積占有率の勾配を付けた光
拡散要素の分布パターンを定める。 ［２］前記［１］で定められた光拡散要素パターンの下
で、ランプ１の近傍で、前記導光板の幅方向について輝
度分布を測定する。 ［３］前記［２］の測定で得られた非発光部近傍の導光
板の隅部における輝度低下の大きさを考慮して、その部
分の光拡散要素Ａのサイズを定め、それに基づいて、導
光板の裏面の前記一次光源に近い部分を前記測定で導光
板の輝度低下が実質的に無い近ブロックと実質的にある
近ブロックに分ける境界を定める。
【００２１】［４］前記光拡散要素Ａのサイズと同等ま
たはやや大きい光拡散要素Ａ’を前記［１］で定められ
たパターンから選び、その光拡散要素Ａ’付近を通る導
光板の幅方向に沿った線を一次光源から遠い遠ブロック
と前記各近ブロックとの境界として定める。 ［５］遠ブロック内及び前記輝度低下が実質的に無い近
ブロック内の前記光拡散要素については、前記［１］で
定められた光拡散要素の分布パターンに従ったものを採
用する。
たはやや大きい光拡散要素Ａ’を前記［１］で定められ
たパターンから選び、その光拡散要素Ａ’付近を通る導
光板の幅方向に沿った線を一次光源から遠い遠ブロック
と前記各近ブロックとの境界として定める。 ［５］遠ブロック内及び前記輝度低下が実質的に無い近
ブロック内の前記光拡散要素については、前記［１］で
定められた光拡散要素の分布パターンに従ったものを採
用する。
【００２２】［６］前記［２］における測定結果に基づ
いて、前記輝度低下が実質的に無い近ブロックの境界部
分から、前記光拡散要素Ａの部分に向かう部分Ｂの光拡
散要素の分布パターンを光拡散要素の面積占有率が滑ら
かに変化するように定める。また、前記Ｂの部分から前
記遠ブロックとの境界に向かう部分Ｃ並びに前記光拡散
要素Ａの部分から前記遠ブロックとの境界に向かう部分
Ｄの光拡散要素の分布パターンを光拡散要素の面積占有
率が滑らかに変化するように定める。
いて、前記輝度低下が実質的に無い近ブロックの境界部
分から、前記光拡散要素Ａの部分に向かう部分Ｂの光拡
散要素の分布パターンを光拡散要素の面積占有率が滑ら
かに変化するように定める。また、前記Ｂの部分から前
記遠ブロックとの境界に向かう部分Ｃ並びに前記光拡散
要素Ａの部分から前記遠ブロックとの境界に向かう部分
Ｄの光拡散要素の分布パターンを光拡散要素の面積占有
率が滑らかに変化するように定める。
【００２３】前記光拡散要素Ａのサイズは、前記部分Ｂ
における光拡散要素の分布パターンの決定は、前記部分
Ｂに輝度むらを発生しない条件を課して行なわれること
が好ましい。また、一次光源の非発光部の近傍に対応し
た前記導光板の隅部には、前記一次光源の非発光部の近
傍であることに起因した輝度低下を補償する為の光拡散
要素のパターンが必要に応じて配設される。該光拡散要
素のパターンの寸法と形状の少なくとも一方は、前記
［６］の段階の後で定められることが好ましい。
における光拡散要素の分布パターンの決定は、前記部分
Ｂに輝度むらを発生しない条件を課して行なわれること
が好ましい。また、一次光源の非発光部の近傍に対応し
た前記導光板の隅部には、前記一次光源の非発光部の近
傍であることに起因した輝度低下を補償する為の光拡散
要素のパターンが必要に応じて配設される。該光拡散要
素のパターンの寸法と形状の少なくとも一方は、前記
［６］の段階の後で定められることが好ましい。
【００２４】
【作用】本願発明によれば、従来のサイドライト型面光
源装置における上記問題を解決する技術手段が提供され
る。即ち、本願発明は、一次光源に使用されるロッド状
のランプの発光部の長さが導光板の幅を下回る条件の下
で輝光面全体に亙って輝度むらを生じないように、導光
板の裏面に設けられる光拡散要素の分布パターンを適正
に定められる。
源装置における上記問題を解決する技術手段が提供され
る。即ち、本願発明は、一次光源に使用されるロッド状
のランプの発光部の長さが導光板の幅を下回る条件の下
で輝光面全体に亙って輝度むらを生じないように、導光
板の裏面に設けられる光拡散要素の分布パターンを適正
に定められる。
【００２５】その為に、光拡散要素のパターンは、一次
光源からの光が届き易い部分から届き難い部分へ向かっ
て光拡散要素の占有面積率が下降する部分が存在しない
ように設計される。また、その際、光拡散要素のパター
ンの占有面積率が急激に変化する部分が存在しない条件
も同時に守られる。また、このような条件を満たす光拡
散要素のパターンの設計手順も本願発明の中で提示され
ている。
光源からの光が届き易い部分から届き難い部分へ向かっ
て光拡散要素の占有面積率が下降する部分が存在しない
ように設計される。また、その際、光拡散要素のパター
ンの占有面積率が急激に変化する部分が存在しない条件
も同時に守られる。また、このような条件を満たす光拡
散要素のパターンの設計手順も本願発明の中で提示され
ている。
【００２６】
【実施例】本願発明のサイドライト型面光源装置の骨格
構造自体は、図１に示したものと基本的に変わるところ
はない。但し、ランプ１としては、発光部の長さが導光
板２の幅を下回るものが使用される。これは、電極部が
導光板の奥行き方向の側辺から突び出し、装置全体のコ
ンパクト性を損なわないようにする為である。また、一
般に、ランプ１が短くなる程消費電力も小さくなる傾向
があり、その観点から言えば、省電力化から生じた結果
でもある。
構造自体は、図１に示したものと基本的に変わるところ
はない。但し、ランプ１としては、発光部の長さが導光
板２の幅を下回るものが使用される。これは、電極部が
導光板の奥行き方向の側辺から突び出し、装置全体のコ
ンパクト性を損なわないようにする為である。また、一
般に、ランプ１が短くなる程消費電力も小さくなる傾向
があり、その観点から言えば、省電力化から生じた結果
でもある。
【００２７】本願発明の特徴は、導光板の裏面に配設さ
れる光拡散要素の分布パターン（以下簡単のため、「ド
ットパターン」の通称を使用する。）の定め方にある。
そこで、先ず、本願発明の考え方に従ったドットパター
ンの決定手順について説明する。説明は、便宜上、ドッ
トパターンの決定に至る過程を７段階に分け、各段階に
対応する図５〜図１３を参照しながら行なう。但し、第
６段階については、３つのステップが含まれる。各図に
おける描示は極力必要事項のみに限定して行なった。
れる光拡散要素の分布パターン（以下簡単のため、「ド
ットパターン」の通称を使用する。）の定め方にある。
そこで、先ず、本願発明の考え方に従ったドットパター
ンの決定手順について説明する。説明は、便宜上、ドッ
トパターンの決定に至る過程を７段階に分け、各段階に
対応する図５〜図１３を参照しながら行なう。但し、第
６段階については、３つのステップが含まれる。各図に
おける描示は極力必要事項のみに限定して行なった。
【００２８】また、ドットパターンの単位要素は、丸印
ではなく四角印で表示した。一般には、単位面積当りの
光拡散能の勾配が設計通り実現出来る限り、ドットパタ
ーンの単位要素の形状に制約はない。単位面積当りの光
拡散能の勾配は、ここではドットパターンの占有面積率
で与えられるものとする。即ち、特に断わりのない限
り、各ドットパターン要素の単位面積当りの光拡散能は
一定であるものとする。
ではなく四角印で表示した。一般には、単位面積当りの
光拡散能の勾配が設計通り実現出来る限り、ドットパタ
ーンの単位要素の形状に制約はない。単位面積当りの光
拡散能の勾配は、ここではドットパターンの占有面積率
で与えられるものとする。即ち、特に断わりのない限
り、各ドットパターン要素の単位面積当りの光拡散能は
一定であるものとする。
【００２９】［第１段階］；図５参照
先ず、導光板２の奥行き方向に対する勾配を想定して導
光板２の裏面全体について、ドットパターンを策定す
る。導光板２の中央付近（符号Ｑで表示）の輝度から、
面積率の奥行き方向に勾配を定める。即ち、前述の図２
に示したドットパターンの決め方を適用する。策定され
たドットパターンは、ランプ１から離れるに従って大き
くなる。当然、この段階ではランプ１の両端１ａ近傍に
おける輝度低下は考慮されていない。
光板２の裏面全体について、ドットパターンを策定す
る。導光板２の中央付近（符号Ｑで表示）の輝度から、
面積率の奥行き方向に勾配を定める。即ち、前述の図２
に示したドットパターンの決め方を適用する。策定され
たドットパターンは、ランプ１から離れるに従って大き
くなる。当然、この段階ではランプ１の両端１ａ近傍に
おける輝度低下は考慮されていない。
【００３０】［第２段階］；図６参照
第１段階で策定されたドットパターンの下で、ランプ１
の近傍で、導光板２の幅方向（矢印Ｋで表示）について
輝度分布を測定する。
の近傍で、導光板２の幅方向（矢印Ｋで表示）について
輝度分布を測定する。
【００３１】［第３段階］；図７参照
第２段階の測定で得られたランプ両端１ａ近傍における
輝度低下の大きさを考慮して、その部分のドットＡのサ
イズを定める。また、導光板２の裏面全体を、ランプ１
からの遠近に従って、近ブロックと遠ブロック（ランプ
１から近いブロックと遠いブロック）に分けることを考
える。ここでは、ランプ１の両端に非発光部があるの
で、図示されているように、近ブロックをブロック１〜
ブロック３とし、遠ブロックをブロック４とする。この
段階では、ブロック１とブロック２の境界、及びブロッ
ク２とブロック３の境界を次のように定める。 ・第２段階の測定で導光板２の輝度低下が実質的に無い
と判定された幅方向範囲の両端線（奥行き方向に平行）
をブロック１とブロック２の境界、及びブロック２とブ
ロック３の境界とする。
輝度低下の大きさを考慮して、その部分のドットＡのサ
イズを定める。また、導光板２の裏面全体を、ランプ１
からの遠近に従って、近ブロックと遠ブロック（ランプ
１から近いブロックと遠いブロック）に分けることを考
える。ここでは、ランプ１の両端に非発光部があるの
で、図示されているように、近ブロックをブロック１〜
ブロック３とし、遠ブロックをブロック４とする。この
段階では、ブロック１とブロック２の境界、及びブロッ
ク２とブロック３の境界を次のように定める。 ・第２段階の測定で導光板２の輝度低下が実質的に無い
と判定された幅方向範囲の両端線（奥行き方向に平行）
をブロック１とブロック２の境界、及びブロック２とブ
ロック３の境界とする。
【００３２】但し、ブロック２の輝度レベルに比べてラ
ンプ両端１ａ近傍における輝度が極端に低い場合には、
その部分の輝度測定値は無視し、ブロック２との境界に
近い部分の輝度測定値を考慮して、ドットＡのサイズを
決める。この措置をとるか否かの判断は、ブロック２の
境界から幅方向端部までの距離を考慮して決めることが
好ましい。
ンプ両端１ａ近傍における輝度が極端に低い場合には、
その部分の輝度測定値は無視し、ブロック２との境界に
近い部分の輝度測定値を考慮して、ドットＡのサイズを
決める。この措置をとるか否かの判断は、ブロック２の
境界から幅方向端部までの距離を考慮して決めることが
好ましい。
【００３３】即ち、ランプ両端１ａ近傍における輝度低
下が大きく、この距離が短い時にこの措置をとるように
する。逆に、ランプ両端１ａ近傍における輝度低下が小
さく、この距離が長い時にはこの措置は必要でない。中
間的なケースでは、両者を考慮して決定する。
下が大きく、この距離が短い時にこの措置をとるように
する。逆に、ランプ両端１ａ近傍における輝度低下が小
さく、この距離が長い時にはこの措置は必要でない。中
間的なケースでは、両者を考慮して決定する。
【００３４】輝度低下が同じであれば、この距離が短い
程この措置の必要度が高まる。この措置をとる目的は、
後述する段階６で言及される符号Ｂで示した部分におけ
るドットサイズの変化率が過大となり、その部分に輝度
むらが発生することを防止することにある。換言すれ
ば、符号Ｂで示した部分に輝度むらが発生しない範囲で
略最大のドットサイズがドットＡに採用されることが好
ましい。
程この措置の必要度が高まる。この措置をとる目的は、
後述する段階６で言及される符号Ｂで示した部分におけ
るドットサイズの変化率が過大となり、その部分に輝度
むらが発生することを防止することにある。換言すれ
ば、符号Ｂで示した部分に輝度むらが発生しない範囲で
略最大のドットサイズがドットＡに採用されることが好
ましい。
【００３５】［第４段階］；図７、図８参照
図７に示したブロック４とブロック１〜ブロック３の境
界を次のように定める。即ち、段階１で策定された奥行
き方向の面積率勾配と段階２の測定結果を考慮して、ド
ットＡを同等またはやや大きいドットＡ’を選び、その
ドットＡ’付近を通る線（導光板２の幅方向）をブロッ
ク４とブロック１〜ブロック３の境界とする。ここで、
ドットＡより小さいドットを選ばないように注意する必
要がある。もし、ドットＡより小さいドットをドット
Ａ’に選ぶと、ブロック４とブロック１〜ブロック３の
境界付近で、逆勾配（ランプ１から遠い部分のドットの
方が小さくなる勾配）が生じる。
界を次のように定める。即ち、段階１で策定された奥行
き方向の面積率勾配と段階２の測定結果を考慮して、ド
ットＡを同等またはやや大きいドットＡ’を選び、その
ドットＡ’付近を通る線（導光板２の幅方向）をブロッ
ク４とブロック１〜ブロック３の境界とする。ここで、
ドットＡより小さいドットを選ばないように注意する必
要がある。もし、ドットＡより小さいドットをドット
Ａ’に選ぶと、ブロック４とブロック１〜ブロック３の
境界付近で、逆勾配（ランプ１から遠い部分のドットの
方が小さくなる勾配）が生じる。
【００３６】［第５段階］；図９参照
ブロック２内及びブロック４内（斜線で表示）のドット
については、段階１で策定されたドットパターンに従っ
たものと一致したものとする。
については、段階１で策定されたドットパターンに従っ
たものと一致したものとする。
【００３７】［第６段階］；図１０〜図１２参照
ステップ１（図１０）で、段階２における測定結果に基
づいて、ブロック２の境界部分から、ドットＡの部分に
向かって、符号Ｂで示した部分（図７にも表示）のドッ
トパターンを策定する。ブロック２の境界部分のドット
サイズと、ドットＡのサイズは策定済みであるから、そ
の間を滑らかにつなぐように面積率勾配を付ける。この
勾配は必ずしもリニアである必要はなく、段階２におけ
る測定結果を考慮して、任意の形態で勾配を付ければ良
い。
づいて、ブロック２の境界部分から、ドットＡの部分に
向かって、符号Ｂで示した部分（図７にも表示）のドッ
トパターンを策定する。ブロック２の境界部分のドット
サイズと、ドットＡのサイズは策定済みであるから、そ
の間を滑らかにつなぐように面積率勾配を付ける。この
勾配は必ずしもリニアである必要はなく、段階２におけ
る測定結果を考慮して、任意の形態で勾配を付ければ良
い。
【００３８】Ｂの部分に輝度むらが発生しないことの確
認の為に、策定されたドットパターンの下で、この部分
の輝度分布を再測定する。もしも、輝度むら（通常、縞
状の明暗パターンが観察される。）が観測されるとすれ
ば、段階３で言及したように、それはドットＡが大きす
ぎることを意味する。従って、その場合には適当にドッ
トＡのサイズを縮小し、部分Ｂのドットパターンを再策
定し、輝度むらが消えることを確認する。
認の為に、策定されたドットパターンの下で、この部分
の輝度分布を再測定する。もしも、輝度むら（通常、縞
状の明暗パターンが観察される。）が観測されるとすれ
ば、段階３で言及したように、それはドットＡが大きす
ぎることを意味する。従って、その場合には適当にドッ
トＡのサイズを縮小し、部分Ｂのドットパターンを再策
定し、輝度むらが消えることを確認する。
【００３９】ステップ２（図１１）では、Ｂの部分か
ら、ブロック４との境界に向かって、符号Ｃで示した部
分のドットパターンを策定する。部分Ｂのドットサイズ
と、ブロック４との境界におけるドットサイズは策定済
みであるから、その間を滑らかにつなぐように面積率勾
配を付ける。この勾配も必ずしもリニアである必要はな
い。
ら、ブロック４との境界に向かって、符号Ｃで示した部
分のドットパターンを策定する。部分Ｂのドットサイズ
と、ブロック４との境界におけるドットサイズは策定済
みであるから、その間を滑らかにつなぐように面積率勾
配を付ける。この勾配も必ずしもリニアである必要はな
い。
【００４０】ステップ３（図１２）では、ドットＡの部
分から、ブロック４との境界に向かって、符号Ｄで示し
た部分のドットパターンを策定する。部分Ｂのドットサ
イズと、ブロック４との境界におけるドットサイズは策
定済みであるから、その間を滑らかにつなぐように面積
率勾配を付ける。段階４におけるブロック４との境界の
決定法に照らして、この勾配は一般に小さなものとな
る。段階４で選ばれたドットＡ’とドットＡが等サイズ
であれば、勾配は０となる。
分から、ブロック４との境界に向かって、符号Ｄで示し
た部分のドットパターンを策定する。部分Ｂのドットサ
イズと、ブロック４との境界におけるドットサイズは策
定済みであるから、その間を滑らかにつなぐように面積
率勾配を付ける。段階４におけるブロック４との境界の
決定法に照らして、この勾配は一般に小さなものとな
る。段階４で選ばれたドットＡ’とドットＡが等サイズ
であれば、勾配は０となる。
【００４１】［第７段階］；図１３参照
この段階は、ドットＡのサイズをドットＡの存在位置
（ランプ両端部１ａの近傍）における輝度値（段階２で
実行）から決定せず、ブロック２との境界に近い部分の
輝度測定値を考慮して決定した場合に適宜追加される段
階である。換言すれば、ドットＡのサイズをドットＡの
存在位置（ランプ両端部１ａの近傍）における輝度値か
ら決定した場合には、この段階は一般に不要となる。
（ランプ両端部１ａの近傍）における輝度値（段階２で
実行）から決定せず、ブロック２との境界に近い部分の
輝度測定値を考慮して決定した場合に適宜追加される段
階である。換言すれば、ドットＡのサイズをドットＡの
存在位置（ランプ両端部１ａの近傍）における輝度値か
ら決定した場合には、この段階は一般に不要となる。
【００４２】この段階では、ドットＡの部分（ランプ両
端部１ａの近傍）を特例領域Ｅとする。この領域Ｅに
は、隅部の頂点から導光板２の中央部へ向かって延びる
光拡散要素（大面積のドットまたはドット群）を三角形
状、扇形状、Ｖ字状等の形態で設ける。そして、領域Ｅ
の大きさと形状を調整して、ランプ両端部１ａの近傍の
顕著な輝度低下を補償する。
端部１ａの近傍）を特例領域Ｅとする。この領域Ｅに
は、隅部の頂点から導光板２の中央部へ向かって延びる
光拡散要素（大面積のドットまたはドット群）を三角形
状、扇形状、Ｖ字状等の形態で設ける。そして、領域Ｅ
の大きさと形状を調整して、ランプ両端部１ａの近傍の
顕著な輝度低下を補償する。
【００４３】なお、厳密に言えば、導光板２の裏面に設
けられるドットは独立にその部分の輝度を左右するので
はなく、他の部分のドットの影響を受ける。特に、隅部
にこのような領域Ｅを設けた場合には、周辺部分へも相
当の影響がある。従って、領域Ｅの設計にあたっては、
この影響も考慮に入れて、サイズと形状（場合によって
は、単位面積当りの散乱能の強さ）を調整することが好
ましい。
けられるドットは独立にその部分の輝度を左右するので
はなく、他の部分のドットの影響を受ける。特に、隅部
にこのような領域Ｅを設けた場合には、周辺部分へも相
当の影響がある。従って、領域Ｅの設計にあたっては、
この影響も考慮に入れて、サイズと形状（場合によって
は、単位面積当りの散乱能の強さ）を調整することが好
ましい。
【００４４】図１４は、以上説明した段階１〜段階７を
経て完成されたドットパターンの例を表わしている。同
図から判るように、導光板２の裏面全体にわたり、次の
原則が守られている。 （１）ランプ１からの光が届き易い（一般には近い）部
分から、届き難い（一般には遠い）部分へ向かってドッ
トパターンの占有面積率が下降する部分（逆勾配部分）
が存在しないこと。 （２）ドットパターンの占有面積率が急激に変化する部
分が存在しないこと。
経て完成されたドットパターンの例を表わしている。同
図から判るように、導光板２の裏面全体にわたり、次の
原則が守られている。 （１）ランプ１からの光が届き易い（一般には近い）部
分から、届き難い（一般には遠い）部分へ向かってドッ
トパターンの占有面積率が下降する部分（逆勾配部分）
が存在しないこと。 （２）ドットパターンの占有面積率が急激に変化する部
分が存在しないこと。
【００４５】このような特徴が従来技術では実現が困難
であったことは、既に述べたところである。なお、特殊
なケース（例えば、導光板２の奥行きサイズが幅に比べ
て非常に小さい場合）では、段階４でドットＡ’が見つ
からない場合があり得る。その場合には、ランプ１と反
対側の端部をブロック１〜ブロック３とブロック４の境
界とみなすことにする。この場合、ブロック４は実際に
は存在しないが、仮想的は存在するものとする。従っ
て、本願発明はこのようなケースをも包含するものであ
る。
であったことは、既に述べたところである。なお、特殊
なケース（例えば、導光板２の奥行きサイズが幅に比べ
て非常に小さい場合）では、段階４でドットＡ’が見つ
からない場合があり得る。その場合には、ランプ１と反
対側の端部をブロック１〜ブロック３とブロック４の境
界とみなすことにする。この場合、ブロック４は実際に
は存在しないが、仮想的は存在するものとする。従っ
て、本願発明はこのようなケースをも包含するものであ
る。
【００４６】
【発明の効果】本願発明によれば、一次光源に使用され
るロッド状のランプの発光部の長さが導光板の幅を下回
る場合でも、サイドライト型面光源装置の輝光面全体に
亙って輝度むらを生じないようにすることが出来る。ま
た、そのことを通して、サイドライト型面光源装置全体
のコンパクト性と、輝度の均一性を両立させることが出
来る。
るロッド状のランプの発光部の長さが導光板の幅を下回
る場合でも、サイドライト型面光源装置の輝光面全体に
亙って輝度むらを生じないようにすることが出来る。ま
た、そのことを通して、サイドライト型面光源装置全体
のコンパクト性と、輝度の均一性を両立させることが出
来る。
【図１】従来より知られているサイドライト型面光源装
置の構造を例示した要部断面図である。
置の構造を例示した要部断面図である。
【図２】従来技術に従って、光拡散性要素を最も基本的
な分布パターンで配設した導光板を裏面側からみた平面
図である。
な分布パターンで配設した導光板を裏面側からみた平面
図である。
【図３】従来技術に従って、輝度の均一化を図った分布
パターンの一例を表わす平面図である。
パターンの一例を表わす平面図である。
【図４】従来技術に従って、輝度の均一化を図った分布
パターンの別の例を表わす平面図である。
パターンの別の例を表わす平面図である。
【図５】本願発明の考え方に従ったドットパターンの決
定手順の第１段階を説明する図である。
定手順の第１段階を説明する図である。
【図６】本願発明の考え方に従ったドットパターンの決
定手順の第２段階を説明する図である。
定手順の第２段階を説明する図である。
【図７】本願発明の考え方に従ったドットパターンの決
定手順の第３段階を説明する図である。
定手順の第３段階を説明する図である。
【図８】本願発明の考え方に従ったドットパターンの決
定手順の第４段階を説明する図である。
定手順の第４段階を説明する図である。
【図９】本願発明の考え方に従ったドットパターンの決
定手順の第５段階を説明する図である。
定手順の第５段階を説明する図である。
【図１０】本願発明の考え方に従ったドットパターンの
決定手順の第６段階の第１ステップを説明する図であ
る。
決定手順の第６段階の第１ステップを説明する図であ
る。
【図１１】本願発明の考え方に従ったドットパターンの
決定手順の第６段階の第２ステップを説明する図であ
る。
決定手順の第６段階の第２ステップを説明する図であ
る。
【図１２】本願発明の考え方に従ったドットパターンの
決定手順の第６段階の第３ステップを説明する図であ
る。
決定手順の第６段階の第３ステップを説明する図であ
る。
【図１３】本願発明の考え方に従ったドットパターンの
決定手順の第７段階を説明する図である。
決定手順の第７段階を説明する図である。
【図１４】段階１〜段階７を経て完成されたドットパタ
ーンの例を表わした図である。
ーンの例を表わした図である。
１ ランプ（光源素子）
１ａ ランプの電極部（両端部）
２ 導光板
３ 付加素子
４ 反射シート
Claims (3)
- 【請求項１】 導光板と、前記導光板の側方に配置され
たロッド状の一次光源とを備えたサイドライト型面光源
装置であって、 前記一次光源の発光部の長さが、前記導光板の幅を下回
っており、 前記導光板の裏面側には光拡散要素のパターンが配設さ
れており、 光拡散要素のパターンは、前記一次光源からの光が届き
易い部分から届き難い部分へ向かって前記光拡散要素の
占有面積率が下降する部分が存在せず、 且つ、前記光拡散要素のパターンの占有面積率が急激に
変化する部分が存在しない条件で定められており、 前記条件を遵守する為に、前記光拡散要素のパターン
が、 ［１］前記導光板の奥行き方向についてのみ、輝度が均
一化されるように前記光拡散要素の面積占有率の勾配を
付けた光拡散要素の分布パターンを定める段階と、 ［２］前記［１］で定められた光拡散要素パターンの下
で、ランプ１の近傍で、前記導光板の幅方向について輝
度分布を測定する段階と、 ［３］前記［２］の測定で得られた前記非発光部近傍の
前記導光板の隅部における輝度低下の大きさを考慮し
て、その部分の光拡散要素Ａのサイズを定め、 それに基づいて、前記導光板の裏面の前記一次光源に近
い部分を前記測定で前記導光板の輝度低下が実質的に無
い近ブロックと実質的にある近ブロックに分ける境界を
定める段階と、 ［４］前記光拡散要素Ａのサイズと同等またはやや大き
い光拡散要素Ａ’を前記［１］で定められたパターンか
ら選び、その光拡散要素Ａ’付近を通る前記導光板の幅
方向に沿った線を前記一次光源から遠い遠ブロックと前
記各近ブロックとの境界として定める段階と、 ［５］前記遠ブロック内及び前記輝度低下が実質的に無
い近ブロック内の前記光拡散要素については、前記
［１］で定められた光拡散要素の分布パターンに従った
ものを採用する段階と、 ［６］前記［２］における測定結果に基づいて、前記輝
度低下が実質的に無い近ブロックの境界部分から、前記
光拡散要素Ａの部分に向かう部分Ｂの光拡散要 素の分布
パターンを光拡散要素の面積占有率が滑らかに変化する
ように定めるとともに、 前記Ｂの部分から前記遠ブロックとの境界に向かう部分
Ｃ並びに前記光拡散要素Ａの部分から前記遠ブロックと
の境界に向かう部分Ｄの光拡散要素の分布パターンを光
拡散要素の面積占有率が滑らかに変化するように定める
段階、 を経て決定されている 前記サイドライト型面光源装置。 - 【請求項２】 前記光拡散要素Ａのサイズが、前記部分
Ｂにおける光拡散要素の分布パターンの決定が、前記部
分Ｂに輝度むらを発生しない条件を課して行なわれる、
請求項１に記載されたサイドライト型面光源装置。 - 【請求項３】 前記一次光源の非発光部の近傍に対応し
た前記導光板の隅部には、前記一次光源の非発光部の近
傍であることに起因した輝度低下を補償する為の光拡散
要素のパターンが配設されており、該光拡散要素のパタ
ーンの寸法と形状の少なくとも一方が、前記［６］の段
階の後で定められる、請求項１に記載されたサイドライ
ト型面光源装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09745095A JP3429387B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | サイドライト型面光源装置 |
| US08/624,313 US5921651A (en) | 1995-03-31 | 1996-03-27 | Surface light source device of side light type having diffusing element with improved distribution pattern of light |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09745095A JP3429387B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | サイドライト型面光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271893A JPH08271893A (ja) | 1996-10-18 |
| JP3429387B2 true JP3429387B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=14192654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09745095A Expired - Fee Related JP3429387B2 (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | サイドライト型面光源装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5921651A (ja) |
| JP (1) | JP3429387B2 (ja) |
Families Citing this family (67)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0981049A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Enplas Corp | サイドライト型面光源装置 |
| DE69735125T2 (de) * | 1996-10-25 | 2006-09-14 | Omron Corp. | Oberflächenlichtquelle und flüssigkristallanzeige, tragbares telefon, sowie ein die oberflächenlichtquelle verwendendes informationsendgerät |
| JPH10144122A (ja) * | 1996-11-06 | 1998-05-29 | Enplas Corp | サイドライト型面光源装置 |
| US6295405B1 (en) * | 1997-07-25 | 2001-09-25 | Physical Optics Corporation | Light pipe for a backlighting system |
| JP3654410B2 (ja) | 1997-08-11 | 2005-06-02 | 株式会社エンプラス | サイドライト型面光源装置、液晶表示装置及び導光板 |
| JPH11281979A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-15 | Enplas Corp | サイドライト型面光源装置及び液晶表示装置 |
| KR100670788B1 (ko) * | 1998-07-29 | 2007-04-26 | 삼성전자주식회사 | 백라이트 어셈블리 |
| US6752505B2 (en) * | 1999-02-23 | 2004-06-22 | Solid State Opto Limited | Light redirecting films and film systems |
| US7046905B1 (en) | 1999-10-08 | 2006-05-16 | 3M Innovative Properties Company | Blacklight with structured surfaces |
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