JPH0624857Y2 - バックライト装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案バックライト装置を以下の項目に従って説明す
る。

Ａ．産業上の利用分野 Ｂ．考案の概要 Ｃ．従来技術 Ｄ．考案が解決しようとする課題 Ｅ．課題を解決するための手段 Ｆ．実施例［第１図乃至第４図］ ａ．点光源 ｂ．シリンドリカルレンズ ｃ．リニアフレネルレンズ ｄ．傾斜ミラー Ｇ．適用例［第５図、第６図］ Ｇ−１．第１の適用例［第５図］ Ｇ−２．第２の適用例［第６図］ Ｈ．考案の効果 （Ａ．産業上の利用分野） 本考案は新規なバックライト装置に関する。詳しくは、
透過型の表示要素をその背面側から照明するバックライ
ト装置であって、点光源を効率良く用いることができる
と共に奥行寸法を小さくすることができる、新規なバッ
クライト装置を提供しようとするものである。

（Ｂ．考案の概要） 本考案バックライト装置は、点光源の前側に焦線の中央
が点光源に位置したシリンドリカルレンズを配置して点
光源から発した光を先ず一の方向において平行な光束と
し、シリンドリカルレンズの前側にシリンドリカルレン
ズの長手方向と直交する方向に延びる多数のフレネルス
テップが配列されて成り焦線の中央が点光源に位置した
リニアフレネルレンズを配置してシリンドリカルレンズ
によって一の方向において平行光束とされた光を該一の
方向と直交する他の方向においても平行な光束とし、こ
れによって、点光源から発した光の殆どのものが透過型
表示要素の表示に寄与するようにして光の利用効率を高
め、更に、リニアフレネルレンズの前側にシリンドリカ
ルレンズ及びリニアフレネルレンズの光軸に対して傾斜
した傾斜ミラーを配置して上記平行光束の光路を曲げる
ことによって、奥行寸法、即ち、透過型表示要素の視認
方向における寸法を小さくすることができる。

（Ｃ．従来技術） 透過型、即ち、背面側から光を前方へ透過させることに
よって表示が為されるようにした表示要素、例えば、液
晶板を用いた表示装置が普及している。

例えば、液晶板を用いた表示装置として小型テレビジョ
ン受像機が知られているが、このようなものには液晶板
を背面側から照明するバックライト装置が必要である。

そして、かかるバックライト装置として、光源に線光源
を用いたものとしては、従来、管をＵ字型に曲げたＵ字
型蛍光灯を用いたもの、直管型の蛍光灯を数本並列させ
たもの等が知られている。

（Ｄ．考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来のバックライト装置にあっ
ては、各光源の光が散光として透過型表示要素に入射す
るため、透過型表示要素に入射した光の一部しか視認に
寄与せず、光の利用効率が良くないという問題がある。

また、蛍光灯は使用当初は明るいが経時的に極端に暗く
なるという問題がある。

そこでハロゲン電球、メタルハライドランプ、水銀灯等
高輝度で耐久性もある点光源を使用することを考えて見
た。

しかしながら、いくつかのレンズを用いてある程度の面
的拡がりを有し平行な光束であるという透過型表示要素
のバックライトとして適した光束を得るにはある程度の
光路長が必要となり、奥行寸法、即ち、透過型表示要素
の視認方向における寸法が大きくなってしまうという問
題がある。

（Ｅ．課題を解決するための手段） 本考案バックライト装置は、上記した課題を解決するた
めに、点光源の前側に焦線の中央が点光源に位置したシ
リンドリカルレンズを配置し、該シリンドリカルレンズ
の前側にシリンドリカルレンズの長手方向と直交する方
向に延びる多数のフレネルステップが配列されて成り焦
線の中央が点光源に位置したリニアフレネルレンズを配
置し、更に、リニアフレネルレンズの前側にシリンドリ
カルレンズ及びリニアフレネルレンズの光軸に対して傾
斜した傾斜ミラーを配置したものである。

従って、本考案バックライト装置によれば点光源から発
した光が先ずシリンドリカルレンズによって一の方向に
おいて平行な光束となり、次いで、リニアフレネルレン
ズによって上記一の方向と直交する方向においても平行
な光束となるため、透過型表示要素に入射する光はその
殆どがその視認のために寄与し、光の利用効率がきわめ
て良好である。

また、リニアフレネルレンズを透過して来た光は傾斜ミ
ラーによって光路を曲げられるため、該傾斜ミラーによ
って曲げられた光路を横切るように透過型表示要素を配
置すれば、奥行寸法、即ち、透過型表示要素の視認方向
における寸法を小さくすることができる。

（Ｆ．実施例）［第１図乃至第４図］ 以下に、本考案バックライト装置の詳細を図示した実施
例１に従って説明する。

（ａ．点光源） ２は点光源としての電球であり、通常の白熱電球、ハロ
ゲン電球、メタルハライドランプ、水銀灯等を使用し得
る。

３は電球２を囲むように配置された反射鏡であり、該電
球２の反射面３ａは電球２の発光部２ａを中心とした半
凹球面として形成されている。

従って、電球２の発光部２ａから発し後方へ向った光は
反射鏡３の反射面３ａで反射されて略発光部２ａの方向
に戻される。そのため、反射鏡３による反射光も電球２
から前方に向って発した光のように挙動する。

（ｂ．シリンドリカルレンズ） ４はシリンドリカルレンズであり、電球２の前側に配置
されており、その焦線の中央が電球２の発光部２ａに位
置している。

しかして、電球２から発しシリンドリカルレンズ４に入
射した光は、シリンドリカルレンズ４の長手方向におい
てはそのまま放射状に進むが、シリンドリカルレンズ４
の幅方向においては平行な光束となる。

（ｃ．リニアフレネルレンズ） ５はシリンドリカルレンズ４の前側に配置されたリニア
フレネルレンズである。

このリニアフレネルレンズ５は直線状に延びる多数のフ
レネルステップ６、６、・・・が互いに平行に配列一体
化されて成るものであり、フレネルステップ６、６、・
・・はその長手方向がシリンドリカルレンズ４の長手方
向と直交する向きで形成されている。そして、このリニ
アフレネルレンズ５の焦線の中央は電球２の発光部２ａ
に位置している。

しかして、シリンドリカルレンズ４の長手方向において
放射状に拡がって来た光はこのリニアフレネルレンズ５
を透過する際に平行な光束となる。

依って、シリンドリカルレンズ４とリニアフレネルレン
ズ５の作用によって、電球２から発した光はリニアフレ
ネルレンズ５を透過した時点で略完全な平行光束とな
る。

（ｄ．傾斜ミラー） ７は傾斜ミラーであり、リニアフレネルレンズ５の前側
に配置されている。そして、この傾斜ミラー７の反射面
７ａはシリンドリカルレンズ４及びリニアフレネルレン
ズ５の光軸ｘ−ｘに対して傾斜されていて、リニアフレ
ネルレンズ５を透過されて来た平行光束の進行方向を略
９０°変更するようになている。

尚、リニアフレネルレンズ５を透過して来た光束の進行
方向を略９０°変えるには、反射面７ａが平面であると
前記光軸ｘ−ｘに対して約４５°の角度傾ける必要があ
る。そこで、光軸ｘ−ｘに対する傾斜角度（反射面７ａ
の入射角度）を大きくして奥行寸法をより小さくするに
は、反射面７ａを多数の反射セグメント８、８、・・・
で構成したものを使用すると良い。

即ち、各反射セグメント８、８、・・・はシリンドリカ
ルレンズ４の長手方向に延びる微小反射面から成るもの
であり、各微小反射面８、８、・・・は前記光軸ｘ−ｘ
に対してシリンドリカルレンズ４の長手方向に見て約４
５°の角度で傾斜している。従って、傾斜ミラー７の光
軸ｘ−ｘに対する傾斜角度を大きくしても、リニアフレ
ネルレンズ５を透過して来た光束はその進行方向を約９
０°の角度変えられる。

尚、このような多数の反射セグメントを備えた傾斜ミラ
ーは、例えば、特開昭５８−１２５０８３号公報に示さ
れている。

しかしながら、反射面が平面である傾斜ミラーを光軸ｘ
−ｘに対して約４５°の角度で配置した場合であって
も、傾斜ミラーを使用して光路を曲げない場合に比較し
て奥行寸法をかなり小さくすることができるので、上記
の如き多数の反射セグメント８、８、・・・から成る傾
斜ミラー７を必ず使用しなければならないというもので
もない。

また、光路の変更角度も、シリンドリカルレンズ４及び
リニアフレネルレンズ５の光軸ｘ−ｘに対して必ず約９
０°にしなければならないというものでもなく、８０°
とか６０°等々もっと緩やかに光路を変更しても構わな
い。

（Ｇ．適用例）［第５図、第６図］ 次に、上記したバックライト装置１の適用例について説
明する。

（Ｇ−１．第１の適用例）［第５図］ 第５図は直視型の液晶テレビジョン受像機９に本考案バ
ックライト装置１を適用したものである。

１０はバックライト装置１の傾斜ミラー７の前面側にシ
リンドリカルレンズ４及びリニアフレネルレンズ５の光
軸ｘ−ｘと平行になるように、即ち、傾斜ミラー７によ
って曲げられた光路を横切るように配置された液晶板で
あり、図示しない表示回路によって駆動されるようにな
っている。

しかして、液晶板１０を透過する光は略完全な平行光束
であるため、その殆ど全てが液晶板１０のその前側から
の視認性に寄与する。

（Ｇ−２．第２の適用例）［第６図］ 第６図は本考案バックライト装置１をリアプロジェクタ
ー１１に適用した例を示すものである。

１２はバックライト装置１の傾斜ミラー７の前面側に配
置された集光レンズであり、傾斜ミラー７によって反射
された平行光束を一旦絞った後に更に平行光束とするも
のである。

１３は上記集光レンズ１２の前側に配置された液晶板で
あり、図示しない表示回路によって駆動され、その背面
に前記集光レンズ１２によって光束を絞られかつ平行光
束とされた光が入射するようになっている。

１４は液晶板１３の前側に配置された集光レンズであ
り、液晶板１３を透過して来た平行光束を絞る作用をす
る。

１５は集光レンズ１４の前側に配置された投影レンズ、
１６は該投影レンズ１５の前方に配置されたスクリーン
であり、前記集光レンズ１４で絞られた光束は投影レン
ズ１５によってスクリーン１６にその裏面から投影さ
れ、このスクリーン１６に投影された像をスクリーン１
６の前方から視れるようになっている。

（Ｈ．考案の効果） 以上に記載したところから明らかなように、本考案バッ
クライト装置は、透過型の表示要素を背面側から照明す
るバックライト装置であって、点光源と、点光源の前側
に配置され焦線の中央が点光源に位置したシリンドリカ
ルレンズと、シリンドリカルレンズの前側に配置され、
シリンドリカルレンズの長手方向と直交する方向に延び
る多数のフレネルステップがシリンドリカルレンズの長
手方向に配列されて成り、焦線の中央が点光源に位置し
たリニアフレネルレンズと、リニアフレネルレンズの前
側に配置され、シリンドリカルレンズ及びリニアフレネ
ルレンズの光軸に対して傾斜して配置された傾斜ミラー
とを備えたことを特徴とする。

従って、本考案バックライト装置によれば点光源から発
した光が先ずシリンドリカルレンズによって一の方向に
おいて平行な光束となり、次いで、リニアフレネルレン
ズによって上記一の方向と直交する方向においても平行
な光束となるため、透過型表示要素に入射する光はその
殆どがその視認のために寄与し、光の利用効率がきわめ
て良好である。

また、リニアフレネルレンズを透過して来た光は傾斜ミ
ラーによって光路を曲げられるため、該傾斜ミラーによ
って曲げられた光路を横切るように透過型表示要素を配
置すれば、奥行寸法、即ち、透過型表示要素の視認方向
における寸法を小さくすることができる。

尚、上記説明においては、本考案バックライト装置の適
用例を２つ示したが、本考案の適用例がこれらのものに
限定されることはなく、透過型の表示要素をその背面側
から照明するバックライト装置として広く適用すること
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本考案バックライト装置の実施の一
例を示すものであり、第１図はその概略斜視図、第２図
は概略拡大断面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う
断面図、第４図は傾斜ミラーの部分を拡大して示す断面
図、第５図は本考案バックライト装置の第１の適用例を
示す断面図、第６図は本考案バックライト装置の第２の
適用例を示す断面図である。 符号の説明 １……バックライト装置、 ２ａ……点光源、 ４……シリンドリカルレンズ、 ５……リニアフレネルレンズ、 ６……フレネルステップ、 ７……傾斜ミラー、 ｘ−ｘ……シリンドリカルレンズ４、リニアフレネルレ
ンズ５の光軸、 １０……透過型の表示要素、 １３……透過型の表示要素

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】透過型の表示要素を背面側から照明するバ
   ックライト装置であって、 点光源と、 点光源の前側に配置され焦線の中央が点光源に位置した
   シリンドリカルレンズと、 シリンドリカルレンズの前側に配置され、シリンドリカ
   ルレンズの長手方向と直交する方向に延びる多数のフレ
   ネルステップがシリンドリカルレンズの長手方向に配列
   されて成り、焦線の中央が点光源に位置したリニアフレ
   ネルレンズと、 リニアフレネルレンズの前側に配置され、シリンドリカ
   ルレンズ及びリニアフレネルレンズの光軸に対して傾斜
   して配置された傾斜ミラーとを備えた ことを特徴とするバックライト装置