JP3883121B2 - Lighting device - Google Patents

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JP3883121B2
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a lighting system which provides uniform luminance distribution, high directional characteristics of a light beam, and a high light utilization factor. <P>SOLUTION: A linear light source 105, a light guide plate 106, a normal linear prismatic plate 110 which is disposed over the light guide plate and emits light in a normal line, and a specialized linear prismatic plate 102 which is disposed between the light guide plate 106 and the linear prismatic plate 110 and returns a portion of light diagonally downward. A space 109 is provided in front of a light guide plate front end 106d of the light guide plate 106. On the rear surface of the light guide plate, a white ink applied small section 120 is weightedly formed so that a print area may be increased near an incidence plane 106a. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明装置に関し、特に、透過型液晶表示装置のバックライト等に適用される照明装置に係る。
【０００２】
近年、表示ユニットは表示容量の拡大あるいは特性向上により、ワードプロセッサ・パーソナルコンピュータ等に大量に採用されるにいたっている。さらに、薄型軽量でノートブックからワークステーション用大画面サイズの表示ユニットが必要とされ、カラー化のために高輝度で高効率な照明装置が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置に使用しているエッジライト型バックライトは、導光板の側面より光を入射させ、全反射による内部伝播光を中央部が傾斜した導光板および白色インク等により、全反射条件を崩して発光面側に出射していた。
【０００４】
図４０は、従来のエッジライト型の照明装置の説明図である。
【０００５】
同図において、８１は光源となる蛍光管、８２は透明樹脂からなる導光板、８２ａは導光板８２の入射面、８２ｂは拡散反射パターンが印刷された導光板８２の背面、８２ｃは導光板８２の出射面、８３は反射シート、８４は発光面、８５は蛍光管８１を囲むように設けられた反射鏡、８６はリニアプリズム、８７は拡散シート、８８は内部伝播光、８９は出射光であり、９０はそれらで構成される照明装置である。
【０００６】
同図に示すように、従来のエッジライト型バックライトは、反射鏡８５に囲まれた蛍光管８１が、その出射光が導光板８２の入射面８２ａから入射するように配置され、導光板８２はその厚みが中央部に行くほど薄くなるように、出射面８２ｃが両端から中央部に向かって傾斜している。そして、導光板８２の背面８２ｂには白色インク等による拡散反射パターンが、蛍光管８１から遠ざかるに従って印刷面積が大きくなるように重み付けして設けられ、背面８２ｂの裏面に拡散反射パターンで散乱された光線を有効に出射するための反射シート８３が配置されている。また、導光板８２上部の発光面８４上には出射光８９を法線方向に集めるためのリニアプリズム８６が設けられ、さらにリニアプリズム８６の出射方向側には、背面８２ｂの拡散反射パターンが視認されないように拡散シート８７が配置されエッジライト型照明装置９０が構成されている。
【０００７】
そして、この従来のエッジライト型照明装置９０では、蛍光管８１から出射された拡散光は導光板８２の入射面８２ａから入射し、全反射条件を満たしながら導光板８２内部を伝播していく。内部伝播光８８は、導光板８２の出射面８２ｃが中央部に向かい傾斜しているため、出射面８２ｃで全反射する毎に角度が出射面８２ｃの傾き角θ分だけ急峻になり、臨界角以上になると出射光８９となり出射面８２ｃから出射され、一方、出射面８２ｃで全反射され背面８２ｂに達した伝播光８８は、拡散反射パターンにより全反射条件が崩れるため発光面８４から出射されるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエッジライト型照明装置は、蛍光管から出射され拡散反射パターンで拡散反射した光線を全て発光面側に出射しているのではなく、一部は内部伝播を再び繰り返し対向面の蛍光管に衝突して光線損失が起きているのが現状である。この現象を低減するために、導光板の出射面に傾斜を設け中央部に向かい導光板の厚みを薄くするようにして改善が試みられているが、未だ不十分であり光利用率が低いという問題があった。
【０００９】
また、実効的に法線方向の輝度を向上することを目的として、導光板と拡散板との間にリニアプリズム板を配置しているが、このリニアプリズム板のプリズムのピッチとマトリクス状表示パネルの電極間ピッチが最適でないと干渉が起きるため、拡散度の高い拡散板を用いるか、あるいは機種毎に最適ピッチを設定して干渉の発生を低減していた。しかし、拡散度を上げると法線方向の輝度が低下してしまうことや、機種毎に合ったリニアプリズムの金型を製作しているとコストの上昇となってしまうなどの問題があった。
【００１０】
したがって、本発明は高輝度で輝度分布が均一である高効率な照明装置を、薄型・軽量で実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、側方に配された線状光源（１０５）と、該光源からの光線が入射する入射面と、下側の背面と、上側に位置しており、入射した光を出射させる出射面とを有する導光板（１０６）と、多数の線状プリズム（１１１）が整列してなり、該導光板の上方に位置しており、光を法線の方向に出射する通常のリニアプリズム板（１１０）とを具えた照明装置において、
上記導光板１０６が、上記入射面から離れるにつれて肉厚が薄くなるように傾斜した出射面（１０６ｃ）を有する形状を有し、上記出射面の上方および導光板先端（１０６ｄ）の前方に空間部（１０９）を有する構成とするとともに、
上記導光板の背面の拡散手段（１２０）を、上記入射面に近い部分において、導光板に入射した光を特に大きく拡散させる構成とし、
且つ、上記導光板の上方であって、上記通常リニアプリズム板の下側の部位に、上記出射面より出射光を上方へ透過させると共に、上記出射面（１０６ｃ）より出射した光の一部を屈曲させて上記空間部（１０９）内に戻す光透過・戻し手段（１０２）を設けてなる構成としたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の拡散手段は、光を拡散させる要素（１２０）が、上記入射面に近い部分については特に高密度とされて分布した構成としたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１の光透過・戻し手段は、頂角が１１０度以下の線状プリズム（１２２）と、頂角が約１１０度以上の線状プリズム（１２１）とが所定の比で整列してなる構造を有し、該線状プリズムを下向きとして、配された特殊リニアプリズム板（１０２）である構成としたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１の光透過・戻し手段は、高さが低く、半径が長いかまぼこ状レンズ（１６１）と、半径が小さく、高さの高いかまぼこ状レンズ（１６２）とが所定の比で整列してなる構造を有し、上記かまぼこ状レンズを下向きとして配された特殊レンチキュラ板（１６０）である構成としたものである。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項３の特殊リニアプリズム板（１０２）は、その線状プリズム（１２１，１２２）が上記線状光源（１０５）と平行となる向きに配置した構成としたものである。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１の通常リニアプリズム板（１１０）は、その線状プリズム（１１１）が、上記線状光源（１０５）と平行又は直交である方向とは異なる方向である向きに配置した構成としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関連する原理構成図である。
【００１８】
同図において、１は光源、２は導光板、２ａは導光板２の入射面、２ｂは導光板２の背面、２ｃは導光板２の出射面、３は反射面、３ａは反射面３の光源１と対向する側壁面、４は発光面、５は空間部である。
【００１９】
同図に示すように、本発明になる照明装置は、光源１と、光源１からの光線が入射する入射面２ａと入射した光線が出射する出射面２ｃとを有する導光板２と、導光板２の背面２ｂ側に配置され導光板２上部に設けられた発光面４に向けて光線を反射する反射面３とを具える照明装置において、導光板２が、導光板２の側方に配置された光源１から離れるに従って、導光板２の肉厚が薄くなるように出射面２ｃが形成され、導光板２の先端部と反射面３の導光板２を挟み光源１と対向する反射側面３ａとの間に、反射面３と発光面４とで挟まれる空間部５が形成されるように構成されていることを特徴とする。
【００２０】
さらに、導光板２の出射面２ｃが背面２ｂとの傾斜角が異なる複数の連続した平面で構成され、導光板２先端側の平面の傾斜角が入射面２ａ側の平面の傾斜角よりも大きいことを特徴とする。
【００２１】
さらに、導光板２の入射面２ａが凹凸を設けられた拡散面となっていることを特徴とする。
【００２２】
さらに、導光板２の背面２ｂが拡散面となっていることを特徴とする。
【００２３】
さらに、導光板２の出射面２ｃが拡散面となっていることを特徴とする。
【００２４】
さらに、導光板２の背面２ｂと反射面３との間に透明性の拡散シートを配置することを特徴とする。
【００２５】
さらに、反射面３が凹凸面となっていることを特徴とする。
【００２６】
さらに、発光面４の光線出射側に出射光を法線方向に集光するためのリニアプリズム板が少なくとも１枚以上設けられ、その内の少なくとも１枚以上がリニアプリズム板の軸方向と、発光面４上に配置される表示装置のマトリクス状電極パターンの方向との相対位置が、平行あるいは直交しないように配設されることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明になる照明装置の別の態様として、上記本発明になる照明装置を単位ユニットとして複数の単位ユニットからなり、各々の単位ユニットの発光面４が同一平面上にあるように複数の単位ユニットが平面的に配置されることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明になる照明装置のさらに別の態様として、上記本発明になる照明装置を単位ユニットとして複数の単位ユニットからなり、単位ユニットの反射面３と発光面４とが隣接するように複数の単位ユニットを積層し、単位ユニットの上記側壁面３ａ側を発光面とすることを特徴とする。
【００２９】
図２は、本発明に関連する照明装置の動作説明図である。
【００３０】
同図において、１は光源、２は光源からの光を伝播する導光板、２ａは光源からの光が入射する導光板２の入射面、２ｂは導光板２の背面、２ｃは導光板２の肉厚が光源１らか離れるに従って薄くなるように、背面ｂとのなす角をθとして形成された、導光板２内部を伝播してきた光が出射する出射面、３は導光板２の背面２ｂと対向し背面２ｂからの出射光を出射面２ｃ方向に反射する反射面、３ａは導光板２を挟み光源１と対向する反射面３の側壁面、４は光源１からの光を導光板２を介して出射する発光面、５は出射面２ｃ、反射面３、側壁面３ａおよび発光面４が挟まれる空間部、６は光源１を囲み光源１からの光を導光板２の入射面２ａ方向に反射する反射鏡、７は入射面２ａから入射し導光板２内部を伝播する内部伝播光、８は導光板内部を伝播したのち出射面２ｃから出射する出射光であり、１０はこれらで構成される照明装置である。
【００３１】
同図に示すように本発明になる照明装置１０においては、光源１より出射された光は反射鏡６で反射され、光源１と多重反射を繰り返す光と直接光が合成されて導光板２の入力面２ａより入射される。
【００３２】
ここで、導光板２に入射される光は、スネルの法則により入射面の法線に対し約±４２°で入射し、導光板表面が入射面に対して垂直面である場合、導光板表面に到達する光線の角度は導光板表面の法線に対して約±４８°以上となり、全反射して導光板内部を伝播する。したがって、導光板表面が入射面に対して垂直面である場合は、伝播光は全て導光板の光源と対向する端面より出射されることになる。
【００３３】
しかし、本発明になる照明装置１０の導光板２は、導光板２の肉厚が光源１から離れるに従って薄くなるように、背面２ｂとのなす角度をθとして出射面２ｃが傾斜して形成されているため、入射面２ａから入射した伝播光７は、出射面２ｃで全反射するたびに出射面２ｃに対する角度が傾斜角θだけ急峻になる。そして、反射を繰り返すうちに伝播光７の一部は出射光８として出射面２ｃより出射して発光面４に向かい、一部は伝播光７として伝播を繰り返す。さらに、伝播光７は背面２ｂからも一部出射するが、背面２ｂと対向する反射面３により発光面４に向かい反射される。
【００３４】
また、導光板２の先端側より出射した出射光８は、発光面４に直接到達するものと、直接到達せずに反射面３の側壁面３ａで反射したのちに発光面４から出射するものがある。
【００３５】
ここで、導光板の光源から離れた方の端部に反射側面が隣接して設けられている場合には、反射側面で反射する光線が多くなり光線損失率が大きくなってしまうことや、導光板から出射したのち直接発光面に到達する光線と反射側面で反射したのちに発光面に到達する光線とが、発光面端部より少し内側の部分で重なり合うことにより輝度分布に差が生じてしまう。
【００３６】
ところが、本発明になる照明装置１０では、導光板２の先端部と側壁面３ａとの間の間隔を開け、導光板２と側壁面３ａとの間に反射面３と発光面４で挟まれた空間部５を配置することにより、出射面２ｃから出射する出射光８のほとんどを直接発光面４方向に出射することができ、輝度分布を均一化し、光線損失も減少され高効率となる。
【００３７】
図３は、本発明になる照明装置の第１の実施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は本実施例の照明装置の輝度分布を示す図である。
【００３８】
同図（ａ）において、１１は蛍光管、１２は導光板、１２ａは導光板１２の入射面、１２ｂは導光板１２の背面、１２ｃ’は導光板１２の第１の出射面、１２ｃ”は第２の出射面、１３は反射面、１４は発光面、１５は空間部、１６は反射鏡であり、２０はそれらで構成される照明装置である。
【００３９】
同図（ａ）に示すように、本実施例の照明装置は、出射光を一方向に集めるために反射鏡１６で半円状に囲まれた蛍光管１１の光線出射側に、入射面１２ａが光源１１と対向するように導光板１２が配置されている。導光板１２は、その肉厚が光源１１から離れるに従って薄くなるように出射面が傾斜しており、出射面は光源１１側の背面１２ｂに対して角度θ1 をなす第１の出射面１２ｃ’と、先端側の背面１２ｂに対して角度θ２をなす第２の出射面１２ｃ”からなり、θ２はθ１より角度が大きく、第１の出射面１２ｃ’と第２の出射面１２ｃ”との境界は面取りがされ曲面となっている。また、導光板１２の背面１２ｂと対向して反射面１３と、光源１１と対向する側に反射面１３の側壁面１３ａが配置され、反射面１３と対向する側に発光面１４が設けられている。そして、導光板１２の先端と側壁面１３ａとの間には間隔が設けられ、導光板１２の出射面１２ｃ’、１２ｃ”と反射面１３および側壁面１３ａと発光面１４とで囲まれた空間部１５が設けられている。
【００４０】
本実施例のように、導光板１２の形状を光源１１側の第１の出射面１２ｃ’の背面１２ｂに対する傾斜角θ1 と、先端側の第２の出射面１２ｃ”の背面１２ｂに対する傾斜角θ２とが異なるようにし、θ２の角度がθ１よりも大きくなるように形成することにより、出射光を先端部に集中させずに適度に分散して出射できるため光線利用率が向上するとともに、発光面１４端部の輝度分布も均一化でき、さらに、導光板１２の成形時の加工が先端が鋭角なものより容易であり、先端部の破損などが減少し取扱いも容易なため歩留りを向上することができる。
【００４１】
また、同図（ｂ）は本実施例の照明装置において、角度θ２を一定として角度θ１を変化（θ２＞θ１として）させた場合の輝度分布を示す図であり、実線４０１は角度θ１が小さい場合を示し、破線４０２は角度θ１が大きい場合を示している。
【００４２】
同図に示すように、角度θ１が小さい場合は第１の出射面１２ｃ’から出射する光線が少なく導光板１２の先端側まで伝播していくため、先端側で出射する光量が多く輝度が高くなるが、角度θ１が大きい場合には第１の出射面１２ｃ’から出射する光量が増加し、一方、第２の出射面１２ｃ”から出射する光量は減少するため輝度分布が均一化してくる。ただし、先端側の輝度分布は角度θ１に比例して相似的に増減する。
【００４３】
また、反射面１３としては拡散面や鏡面などを用いることができるが、反射面１３を拡散面とすると、導光板１２の背面１２ｂから出射した光線が拡散されるため光源１１近傍で出射する光量が多くなり、さらに輝度分布の均一化を図ることができる。
【００４４】
図４は、本発明になる照明装置の第２の実施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図は本実施例の照明装置の輝度分布を示す図である。
【００４５】
同図（ａ）において、２１は蛍光管、２２は導光板、２２ａは導光板２２の入射面、２２ｂは拡散反射パターンが印刷された導光板２２の背面、２２ｃ’は形状拡散部が設けられた導光板２２の第１の出射面、２２ｃ”は第２の出射面、２３は反射面、２４は発光面、２５は空間部、２６は反射鏡であり、３０はそれらで構成される照明装置である。
【００４６】
同図（ａ）に示すように、本実施例の照明装置は導光板２２の形状が第１の実施例とは異なり、第１の出射面２２ｃ’が形状拡散部を設けた平面となっており、背面２２ｂにも拡散反射パターンが印刷されている。
【００４７】
本実施例のように、背面２２ｂや第１の出射面２２ｃ’に凹凸面からなる形状拡散部、あるいは白色塗料などにより印刷された拡散反射パターンを設けることにより、輝度分布の均一化を図ることができる。
【００４８】
ここで、形状拡散部および拡散反射パターンを設ける位置は、それぞれ背面２２ｂおよび第１の出射面２２ｃ’に限られるものではなく、形状拡散部を背面２２ｂに設けることや、拡散反射パターンを第１の出射面２２ｃ’に設けることは可能である。さらに、拡散印刷パターンは、光源からの距離に従い印刷する面積か変化させる重み付けをすると輝度分布を向上できるが、照明装置が比較的小型であり導光板の出射面の傾斜角が大きい場合には、重み付けがされていなくても構わない。
【００４９】
また、同図（ｂ）は本実施例の照明装置において、導光板２２の背面２２ｂにのみ重み付された拡散反射パターンを印刷した場合の輝度分布を示す図であり、破線４０３は第１の出射面２２ｃ’より出射した光線による輝度分布、一点鎖線４０４は第２の出射面２２ｃ”より出射した光線による輝度分布であり、実線４０５はそれらが合成した全体の輝度分布である。
【００５０】
同図に示すように、背面２２ｂに重み付けした拡散反射パターンを設けると輝度分布が均一化されることがわかり、本実施例に示すような構成を採ることにより光線利用率が高く、輝度分布も均一な照明装置とすることができる。
【００５１】
図５は、本発明になる照明装置の第３の実施例を示す図である。
【００５２】
同図において、３１は蛍光管、３２は導光板、３２ａは軸が蛍光管３１と平行な凹凸面が設けられた導光板３２の入射面、３２ｂは導光板３２の背面、３２ｃ’は導光板３２の第１の出射面、３２ｃ”は導光板３２の第２の出射面、３３は反射面、３４は発光面、３５は空間部、３６は反射鏡、３７は拡散反射パターンが印刷された透明性の拡散反射シートであり、４０はそれらで構成される照明装置である。
【００５３】
同図に示すように、本実施例の照明装置は導光板３２の形状が第１および第２の実施例とは異なり、導光板３２の入射面３２ａに軸が蛍光管３１と平行な波型の凹凸面が設けられている。さらに、導光板３２の背面３２ｂ側には背面３２ｂと反射面３３との間に、拡散反射パターンが印刷された透明性の拡散反射シートが設けられている。
【００５４】
本実施例は比較的小型のバックライトに適しており、入射面３２ａに軸が蛍光管３１と平行な波型の凹凸面を設けているため、入射面３２ａから入射した光線の伝播方向は、入射面３２ａが背面３２ｂに対して垂直である場合の法線に対し約±４２°以上とすることが可能となる。したがって、蛍光管３１の近傍での出射光量を増加することが可能となる。さらに、背面３２ｂと反射面３３との間に設けられた拡散反射シート３７により輝度分布を均一化することができる。
【００５５】
図６は、本発明になる照明装置の第４の実施例を示す図であり、（ａ）図は断面図、（ｂ）図はリニアプリズム板の配設方法を説明する平面図である。
【００５６】
同図において、４１は蛍光管、４２は導光板、４２ａは導光板４２の入射面、４２ｂは拡散反射パターンが印刷された導光板４２の背面、４２ｃ’は導光板４２の第１の出射面、４２ｃ”は導光板４２の第２の出射面、４３は反射面、４３ａは反射面４３の側壁面、４４は発光面、４５は空間部、４６は反射鏡、４７はリニアプリズム板、４８は拡散シートであり、５０はそれらで構成される照明装置である。
【００５７】
同図に示すように、本実施例の照明装置は反射面４３および反射面４３の側壁面４３ａの形状が第１〜第３の実施例とは異なり、反射面４３と側壁面４３ａとが直交するのではなく、反射面４３と側壁面４３ａとが連続して曲面で形成されている。さらに、導光板３２の背面３２ｂには重み付けした拡散反射パターンが印刷されており、発光面４４上には出射光に法線方向への指向性を持たせるためのリニアプリズム板４７が、その軸と上部に配置される図示しない表示装置のマトリクス状電極の軸方向とが直交あるいは平行にならないように配置されている。また、リニアプリズム板４７の上部には、導光板４２の背面４２ｂに印刷された拡散印刷パターンが視認されないように拡散シート４８が配置されている。
【００５８】
本実施例のように、反射面４３と側壁面４３ａを連続した曲面で形成すると、導光板４２からの出射光の損失が減少し光線利用率が向上するとともに、輝度分布の均一化も図ることができる。
【００５９】
また、同図（ｂ）はリニアプリズム板４７の配設方法を説明する平面図であり、リニアプリズム板４７のプリズム軸４７ａは、表示装置の直交するマトリクス電極４９ａおよび４９ｂの何れとも平行、あるいは直交しないように傾きが角度φ（０°＜φ＜９０°）となるように配置されている。このようにリニアプリズム板４７を配置することにより、干渉による表示画質の低下を防止することができる。
【００６０】
図７は、導光板の指向特性を示す図（その１）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射角度と相対輝度との関係を示す図である。
【００６１】
同図（ａ）において、５１は光源となる蛍光管、５２は蛍光管５１の側方に配設された導光板、５２ａは蛍光管５１と対向する導光板５２の入射面、５２ｂは導光板５２の背面、５２ｃは背面５２ｂと角度θをなす導光板５２の出射面、５４は蛍光管５１を囲むように設けられた反射鏡、５８は導光板５１内部の伝播光、５９は出射面５９ｃから出射した出射光であり、角度θは１０°に設定されている。以下、同一機能を有するものには同一符号を付し、その説明は省略する。
【００６２】
同図においては、光源はなる蛍光管５１と，それを囲む反射鏡５４と、導光板５２のみで構成されており、反射面などは設けられていない。
【００６３】
同図（ｂ）は、この場合の導光板先端側と光源側との指向分布特性を示す図であり、実線４０６は先端側の特性を、破線４０７は光源側の特性を示している。
【００６４】
同図に示すように、反射面などを一切設けない場合には、先端側と光源側で指向性の幅はほとんど変化しないが、破線４０７で示されるように光源側では出射光量が少なく小さい角度成分が多いことがわかる。
【００６５】
図８は、導光板の指向特性を示す図（その２）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射角度と相対輝度との関係を示す図である。
【００６６】
同図（ａ）において、５３は導光板５２の下方に背面５２ｂと対向するように配設された反射面である。また、角度θは１０°に設定されている。
【００６７】
同図においては、光源となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光板５２と、導光板５２の下方に設けられた反射面５３で構成されている
同図（ｂ）は、反射面５３が鏡面の場合と拡散反射面の場合の、それぞれの指向分布特性を示す図であり、実線４０８は反射面５３が鏡面の場合の特性を、破線４０９は反射面５３が拡散反射面の場合の特性を示している。
【００６８】
同図に示すように、反射面５３を鏡面とした場合には、実線４０８で示されるように輝度のピークは何も設けない場合と変わらないが、指向性の幅が大きくなっていることがわかる。これは、導光板５２の背面５２ｂから出射した光線が、出射面５２ｃと背面ｂとのなす角θ分だけ急峻になり出射されているためである。さらに、反射面５３を拡散反射面とした場合には、破線４０９で示されるように輝度のピークは下がるが、指向性の幅が大きくなっていることがわかる。これは、出射光５９が出射面５２ｃの各部から分散して出射されているためであり、発光面での輝度分布が改善される。
【００６９】
図９は、導光板の指向特性を示す図（その３）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射角度と相対輝度との関係を示す図である。
【００７０】
同図（ａ）において、５５は導光板５２の背面５２ｂと反射面５３との間に配設される、重み付けした拡散反射パターンが印刷された透明性の拡散反射シートである。また、角度θは１０°に設定されている。同図においては、光源となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光板５２と、鏡面からなる反射面５３と、導光板５２の背面５２ｂと反射面５３の間に配設された拡散反射シート５５とで構成されている。
【００７１】
同図（ｂ）は、投光板５２の背面５２ｂと鏡面からなる反射面５３の間に拡散反射シート５５を配設した場合の指向分布特性を示す図であり、実線４１０でその特性が示されている。同図に示すように、導光板５２の背面５２ｂと反射面５３の間に拡散反射シート５５を配設した場合には、図８における反射面５３を拡散反射面とした場合の破線４０９と同様に、実線４１０で示すように輝度のピークは下がるが、指向性の幅が大きくなっていることがわかる。これは、出射光５９が出射面５２ｃの各部から分散して出射されているためであり、発光面での輝度分布が改善される。
【００７２】
図１０は、導光板の指向特性を示す図（その４）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の出射角度と相対輝度との関係を示す図である。
【００７３】
同図（ａ）において、５６は導光板５２の背面５２ｂと反射面５３との間に、軸方向が蛍光管５１の長手方向と平行になるように、凹凸面を導光板５２側に向けて配設されたリニアプリズム板である。また、角度θは１０°に設定されている。同図においては、光源となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光板５２と、鏡面からなる反射面５３と、導光板５２の背面５２ｂと反射面５３の間に配設されたリニアプリズム板５６とで構成されている。
【００７４】
同図（ｂ）は、導光板５２の背面５２ｂと鏡面からなる反射面５３の間にリニアプリズム板５６を配設した場合の指向分布特性を示す図であり、実線４１１でその特性が示されている。同図に示すように、導光板５２の背面５２ｂと反射面５３の間にリニアプリズム板５６を配設した場合には、実線４１１で示すように輝度が向上するとともに、光源側の出射光量を増加することができ輝度分布も改善される。
【００７５】
図１１は、導光板の指向特性を示す図（その５）であり、（ａ）図は斜視図、（ｂ）図は光線の上部方向および左右方向の出射角度と相違輝度との関係を示す図である。
【００７６】
同図（ａ）において、５７は蛍光管５１と導光板５２の入射面５２ａとの間に、軸方向が蛍光管５１の長手方向と垂直となるように、凹凸面を導光板５２側に向けて配設されたリニアプリズム板である。また、角度θは１０°に設定されている。同図においては、光源となる蛍光管５１と、それを囲む反射鏡５４と、導光板５２と、鏡面からなる反射面５３と、蛍光管５１と導光板５２の入射面５２ａの間に配設されたリニアプリズム板５７とで構成されている。
【００７７】
同図（ｂ）は、蛍光管５１と導光板５２の入射面５２ａの間にリニアプリズム板５７を配設した場合および配設しない場合の、それぞれ上下方向（角度α）と左右方向（角度β）の指向分布特性を示す図であり、実線４１２はプリズム板５７を設けた場合の上下方向の特性を、破線４１３はプリズム-3５７を設けない場合の上下方向の特性を、実線４１４はプリズム板５７を設けた場合の左右方向の特性を、実線４１５はプリズム板５７を設けない場合の左右方向の特性を示している。同図に示すように、リニアプリズム板５７を軸方向が蛍光管５１の長手方向と垂直になるように、蛍光管５１と導光板５２の入射面５２ａとの間に、凹凸面を導光板５２側に向けて配設した場合の左右方向の特性は、破線４１５で示されるリニアプリズム板５７を配設しない場合と比べ、左右方向の光線が絞りこまれるため指向性の幅は小さくなるとともに、光線が集中するため輝度が向上する。
【００７８】
図１２は、本発明になる照明装置の第５の実施例を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）図は（Ａ）図のＢ−Ｂ’線における部分断面図である。
【００７９】
同図において、６１は光源となる蛍光管、６２は透明体からなる導光板、６２ａは導光板６２の入射面、６２ｂは重み付けされた拡散反射パターンを印刷した導光板６２の背面、６２ｃは背面６２ｂと角度θをなすように形成された導光板６２の出射面、６２ｄは導光板６２端部の反射側面、６３は導光板６２の背面６２ｂ下方の反射面、６３ａは反射面６３の中央部に設けられた凸反射面、６４は発光面、６５は空間部、６６は蛍光管６１を囲む反射鏡、６７はリニアプリズム板、６８は拡散シート、６９は遮光部であり、７０はそれらで構成される照明装置である。
【００８０】
同図（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施例の照明装置７０は、第１〜第４の実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして、複数個の単位ユニットを平面状に配置しており、光源となる４個の蛍光管６１が反射鏡６６に囲まれて四側面に設けられ、蛍光管６１側方にはそれぞれに対応して４個の独立した導光板６２が配設されている。個々の導光板６２の形状は、出射面６２ｃが背面６２ｂとのなす角がθであるように先端側に傾斜し、その幅も先端側に向かって狭くなっており、背面６２ｂには輝度分布を考慮して重み付けした拡散反射パターンが印刷されている。導光板６２の背面６２ｂ下方の反射面６３は、その中央部である４個の導光板６２の先端が対向する空間部６５で四角錐状の凸反射面６３ａが設けられている。発光面６４上にはリニアプリズム板６７が、その上部に配置される図示しない表示装置のマトリクス状電極の軸方向と、リニアプリズム板６７の軸とが直交あるいは平行にならないように配置されている。さらに、リニアプリズム板６７の上部には、導光板６２の背面６２ｂに印刷された拡散反射パターンが視認されないように拡散シート６８が配置されている。
【００８１】
また、同図（ｃ）に示すように、４個の導光板６２は導光板６２内を伝播する光線が他の蛍光管６１方向に戻らないように、それぞれの導光板６２が独立するように分離しており、個々の導光板６２間には空間が設けられ遮光部６９となっている。そして、導光板５２の端面は光線が出射しないように反射側面６２ｄが設けられ、反射側面６２ｄは反射光が発光面６４側に進むように傾斜面となっている。
【００８２】
本実施例に示す照明装置７０は、高輝度が要求される大型の照明装置に適しており、第１〜第４の実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして、複数個の単位ユニットを平面状に配置することにより、輝度分布を均一にしながら光線利用率の高い高輝度な照明装置とすることができる。
【００８３】
また、本実施例のように、導光板６２をそれぞれ分離して４個の導光板６２を配置する構成が効率的に有利であるが、導光板６２を分離せずに一体化したものでも効率はある程度向上する。
【００８４】
さらに、平面状に配置する単位ユニットの個数はここで限定されるものではなく、２個の単位ユニットを対向して配置するなど照明装置の要求仕様に応じてその構成は変更可能である。さらに、本実施例においては、導光板６２の背面６２ｂに拡散反射パターンを印刷して輝度分布の均一化を図っているが、輝度分布の均一化の手段に関しても本実施例で限定されるものではなく、図３〜図１１に示される前述の手段を用いることも可能である。
【００８５】
図１３は、本発明になる照明装置の第６の実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。
【００８６】
同図において、７１は蛍光管、７２は導光板、７２ａは導光板７２の入射面、７２ｂは導光板７２の出射面、７３は反射面、７４は反射鏡、７５は拡散シートであり、８０はそれらで構成される照明装置である。
【００８７】
同図に示すように、本実施例の照明装置８０は、第１〜第４の実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして複数個の単位ユニットを縦置きにし、ユニット内の導光板７２の側面と反射面７３が隣接するように配置しており、発光面を蛍光管７１と対向する面としている。また、導光板７２の出射面７２ｂと反射面７３とのなす角θは３０°であり、導光板７２はアクリル樹脂で形成されている。そして、発光面側には輝度分布の均一化と反射面７３が視認できないように拡散シート７５を配置してあり、１つの単位ユニットの導光板７２の出射面７２ｂから出射した出射光の内で直接拡散シート７５へ到達するもの以外は、隣接する単位ユニットの反射面７３で反射され拡散シート７５へ進むようになっている。
【００８８】
本実施例に示す照明装置８０は、高輝度が要求される大型の照明装置に適しており、第１〜第４の実施例に示すような照明装置を単位ユニットとして、複数個の単位ユニットを縦置きに配置することにより、輝度分布が均一で光線の指向性が高く、光線利用率の高い高輝度な照明装置とすることができる。
【００８９】
図１４は、本発明になる照明装置の第７の実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。
【００９０】
同図において、７１’は蛍光管、７２’は導光板、７２ａ’は導光板７２’の入射面、７２ｂ’は導光板７２７の出射面、７３’は反射面、７４’は反射鏡、７５’は拡散シートであり、８０’はそれらで構成される照明装置である。
【００９１】
同図に示すように、本実施例の照明装置８０’は第７の実施例と導光板７２’の形状が異なり、導光板７２’の断面形状が略二等辺三角形となるように形成され、頂角を挿んで出射面７２ｂ’が二面設けられている。また、頂角の角度θは第６の実施例と同様３０°である。
【００９２】
本実施例に示す照明装置８０’は、第６の実施例よりもさらに光線の指向性が向上し、光線利用率の高い高輝度な照明装置とすることができる。
【００９３】
図１５は、本発明になる照明装置の第８の実施例を示す図であり、照明装置の一部断面図である。
【００９４】
同図において、７１”は蛍光管、７２”は導光板、７２ａ”は導光板７２”の入射面、７２ｂ”は導光板７２”の出射面、７３”は反射面、７４”は反射鏡、７５”は拡散シートであり、８０”はそれらで構成された照明装置である。
【００９５】
同図に示すように、本実施例の照明装置８０”は第６および第７の実施例と単位ユニットの配置の方法が異なり、ユニット内の導光板７２”の側面と反射面７３”が隣接するように斜めに単位ユニットを積層しており、導光板７２”の出射面７２ｂ”が発光面となっている。また、頂角の角度θは第６の実施例と同様３０°である。
【００９６】
本実施例に示す照明装置８０”は、第６および第７の実施例よりも薄型にすることが可能となり、光線利用率が高く高輝度で薄型の照明装置とすることができる。
【００９７】
図１６及び図１７は本発明の第９実施例になる照明装置１００を示す。
【００９８】
照明装置１００は、図１２の照明装置７０を改良したものであり、図１２の照明装置７０とは、以下の点で構成を異にしており、この異なる構成に基づいて特徴を有している。
【００９９】
▲１▼導光板の背面の拡散パターン１０１の構成。
【０１００】
▲２▼導光板と通常リニアプリズム板との間に、特殊なリニアプリズム板１０２を配設した構成。
【０１０１】
図１６及び図１７中、１０５は線状光源としての蛍光管である。１０６は導光板であり、入射面１０６ａ、水平の背面１０６ｂ及び出射面１０６ｃを有する。１０６ｄは先端である。導光板１０６は、入射面１０６ａから離れるにつれて肉厚ｔが薄くなっている出射面１０６ｃは、背面１０６ｂに対して角度θをなす傾斜面となっている。導光板１０６は楔形状を有し、断面が直角三角形である。１０７は反射板であり、導光板１０６の下側に配してある。１０８は蛍光管１０５を囲む反射鏡である。１０９は空間部であり、導光板１０６の傾斜している出射面１０６ｃの上方および先端１０６ｄの前方に存在している。
【０１０２】
１１０は通常のリニアプリズム板であり、導光板１０６の上方に配してあり、その下側に空間部１０９が形成されている。通常リニアプリズム板１１０は、図１８に示すように、頂角が９０度である屋根形の線状プリズム１１１が整列した構造を有する。この通常リニアプリズム板１１０は、図１８に示すように、線状プリズム１１１が形成されている面を上面とした向きで、且つ線状プリズム１１１の長手方向が蛍光管１０５に直交する方向（線１１２で表わす）に対して時計方向に角度αをなす向きで配してある。この通常リニアプリズム板１１０は、図１８に示すように、拡がりの大きい入射光１１３を、通常リニアプリズム板１１０の法線１１４の方向に集光させて出射させるように作用する。出射光１１５の集光の程度は、±４０度程度である。
【０１０３】
１１６は拡散シートであり、通常リニアプリズム板１１０の上面側に配してあり、通常リニアプリズム板１１０からの光を拡散させる。拡散シート１１６の上面が、照明装置１００の発光面１１７となる。
【０１０４】
次に、照明装置１００の特徴的な構成について説明する。
【０１０５】
まず、拡散パターン１０１について説明する。
【０１０６】
拡散パターン１０１は、白色インクが塗布された小さな部分、即ち、拡散要素としての白色インク塗布小区画部１２０が、所定のパターンで並んだ構成である。この白色インク塗布小区画部１２０に入射した光線は、拡散される。白色インク塗布小区画部１２０は、図１９の線Ｉで示すように、導光板１０６の背面１０６ｂのうち入射面１０６ａの近傍において、特に高い密度で形成してある。換言すれば、白色インク塗布小区画部１２０は、導光板１０６の入射面１０６ａの近傍において印刷面積が特に大きくなるように重み付けして形成してある。拡散パターン１０１は、特に入射面１０６ａの近傍において、特に多くの光を拡散させるように作用する。
【０１０７】
次に、特殊リニアプリズム板１０２について説明する。
【０１０８】
特殊リニアプリズム板１０２は、図２０に示すように、頂角が１４０度である屋根形の線状プリズム１２１が三つに対して、頂角が７０度である屋根形の線状プリズム１２２が一つの割合で整列した構造を有する。この特殊リニアプリズム板１０２は、図１６及び図１７に示すように、線状プリズム１２１，１２２が形成されている面を下面とした向きで、且つ線状プリズム１２１（１２２）の長手方向が上記の線１１２に対して直交する向き、即ち蛍光管１０５と平行となる向きとして、上記導光板１０６の上方であって上記通常リニアプリズム板１１０の下側の部位に設けてある。通常リニアプリズム板１１０と特殊リニアプリズム板１０２との間には、空気層１２９が存在している。
【０１０９】
図２０に示すように、頂角が７０度の線状プリズム１２２は、入射光線１２３を全反射させて、符号１２４で示すように上方へ透過させるように作用する。頂角が１４０度の線状プリズム１２１は、入射光線１２５が線状プリズム１２１内に、特殊リニアプリズム板１０２の上面１０２ａに臨界角以上で入射するように入射し、且つ、入射した光線１２６が上面１０２ａで反射させ、上面１０２ａで全反射した光線１２７を、符号１２８で示すように、リニアプリズム板１０２より照明装置１００の中心方向に斜め下方に向かって空間部１０９内に出射させて、空間部１０９内に戻すよう即ち、光を特殊リニアプリズム板１０２の面方向に伝播させるように作用する。
【０１１０】
ここで、線状プリズム１２１は、蛍光管１０５と平行な向きとなっている。このため、上記の光１２８は、照明装置１００の中心の方向へ効率的に向けられる。即ち、特殊リニアプリズム１０２は、照明装置１００の中心の方向への光の伝播性を良くするため、線状プリズム１２１（１２２）の長手方向が蛍光管１０５と平行となる向きに定めてある。
【０１１１】
次に、上記構成になる照明装置１００の動作について図２１を参照して説明する。
【０１１２】
図２１中、矢印は光線を示し、矢印の太さは光量を表わし、太い程、光量が多いことを示す。蛍光管１０５よりの光１３０は、入射面１０６ａから導光板１０６内に入り、導光板１０６の先端１０６ｄに向う。拡散パターン１０１の分布の関係で、導光板１０６内に入射した光のうち大部分の光が入射面１０６ａの近傍で拡散される。これにより、出射面１０６ｂのうち入射面１０６ａの付近から、多くの光１３１が出射する。残りの光１３２が導光板１０６の先端１０６ｄに向かって伝播する。光１３２の光量は元々少なく、且つ伝播の途中でも拡散されて出射面１０６ｂより光１３３，１３４が出射するため、先端１０６ｄに向かう光は、符号１３５，１３６で示すように少なくなり、先端１０６ｄより出射する光１３７の光量は少なくなっている。これにより、発光面１１７のうち導光板１０６の先端１０６ｄに対応する部分が特に明るくなるという不都合が解決される。
【０１１３】
また、上記光１３１は、特殊リニアプリズム板１０２内に入射する。特殊リニアプリズム板１０２内に入射した光のうち、一部の光１４０だけが透過して上方に出射し、残りの光１４１は、反射して、空間部１０９内に戻される。
【０１１４】
上記の光１３３，１３４についても、一部の光１４２，１４３だけが特殊リニアプリズム板１０２内を透過して上方に出射し、残りの光１４４，１４５は、反射して、空間部１０９内に戻される。空間部１０９内に戻された上記の光１４１，１４４，１４５は、導光板１０６の出射面１０６ｃ等で反射されて、再び特殊リニアプリズム板１０２内に入射し、一部が透過して上方に出射し、残りが反射して空間部１０９内に再び戻される。
【０１１５】
上記の動作が繰り返して行われ、特殊リニアプリズム板１０２の上面１０２ａからは、特殊リニアプリズム板１０２の全面に亘って略一定の光量の光が出射する。このため、後述するように発光面１１７は全面に亘って一様な明るさを有するようになる。
【０１１６】
特殊リニアプリズム板１０２より上方に出射した光は、通常リニアプリズム板１１０内に入射し、符号１４５で示すように、法線方向に集光されて出射し、更に拡散シート１１６で拡散されて、符号１４６で示すように、発光面１１７より出射する。
【０１１７】
これにより、照明装置１００の発光面１１７は、導光板１０６の先端１０６ｄに対応する部分に、その周辺に比べて輝度が高い部分が表われず、且つ蛍光管１０５に近い部分についても輝度の高い部分が表われず、全面に亘って輝度が略一定とされた良好な輝度分布を有する。
【０１１８】
次に、上記の照明装置１００を、液晶パネルのバックライトとして使用した場合の、液晶表示装置の特性について説明する。
【０１１９】
図１７中、１５０は液晶パネルであり、照明装置１００の上側に配される。
【０１２０】
液晶パネル１５０は、Ｘ方向に延在するＸ方向表示電極１５１と、Ｙ方向に延在するＹ方向表示電極１５２とを有する。
【０１２１】
図１７中、蛍光管１０５に対して直交する線１１２は、Ｘ方向に延在している。
【０１２２】
ここで、液晶表示装置の前面からみた場合における、線状プリズム１１１，１２１，１２２の表示電極１５１，１５２に対する位置関係についてみる。
【０１２３】
線状プリズム１１１と線状プリズム１２１，１２２とは角度（９０−α）度で交差している。このため、線状プリズム１１１と線状プリズム１２１，１２２とは干渉しにくく、モアレ縞は発生しない。
【０１２４】
線状プリズム１１１と上記表示電極１５１，１５２とは約４５度で交差している。このため、線状プリズム１１１と表示電極１５１，１５２とは干渉しにくく、モアレ縞は発生しない。
【０１２５】
次に、上記第９実施例の変形例について説明する。
【０１２６】
図１６及び図１７中の特殊リニアプリズム板１０２の線状プリズム１２１と線状プリズム１２２との比を３：１以外の比、例えば４：１等に定めてもよい。
【０１２７】
図２２は、線状プリズム１２１と線状プリズム１２２との比を、４：１とした特殊リニアプリズム板１０２Ａを示す。
【０１２８】
このプリズム板１０２Ａは、上記のプリズム板１０２に比べてより多くの光を面方向に伝播する。
【０１２９】
また、上記特殊リニアプリズム板１０２の代わりに、図２３に示す特殊レンチキュラ板１６０を、そのかまぼこ状レンズの面を下向きとした向きで設けた構成としうる。
【０１３０】
特殊レンチキュラ板１６０は、高さがｈ１、半径がｒ１のかまぼこ状レンズ１６１が三つに対して、高さがｈ２、半径がｒ２のかまぼこ状レンズ１６２が一つの割合で整列した構造である。ｈ２＞ｈ１，ｒ２＞ｒ１である。
【０１３１】
光線１６３の経路から分かるように、かまぼこ状レンズ１６２は、光線を上方へ透過させるように作用する。光線１６４の経路から分かるように、かまぼこ状レンズ１６１は、光線を下方へ戻すように、即ち光を特殊レンチキュラ板１６０の面方向に伝播させるように作用する。
【０１３２】
次に、本発明の第１０実施例になる照明装置２００について、図２４を参照して説明する。
【０１３３】
第１０実施例乃至第２０実施例は、導光板の背面に工夫をして、輝度分布の均一化を図ったものである。
【０１３４】
図２４中、２０１は線状光源としての蛍光灯である。２０２は導光板であり、共に水平である背面２０２ａ及び出射面２０２ｂ、及び共に垂直である入射面２０２ｃ及び先端面２０２ｄを有する。２０３は反射板であり、導光板２０２の背面２０２ａ側に配置してある。２０４は反射面であり、反射板２０３の上面である。２０５は反射鏡であり、蛍光灯２０１を囲んでいる。２０６は照明装置２００の発光面である。２０７は本発明の要部をなす溝であり、導光板２０２の背面２０２ａに、入射面２０２ｃと平行な方向（図中、紙面に垂直な方向）に延在しており、多数が整列している。溝２０７は、背面２０２ａのうち、中央部分２０２ａ-１についてはピッチＰ１で整列し、中央部分２０２ａ-１より偏倚するにつれてピッチが狭くなり、入射面寄りの部分２０２ａ-２及び先端面寄りの部分２０２ａ-３では、ピッチＰ１より狭いピッチＰ２で整列した分布で配してある。
【０１３５】
溝２０７は、図２５に拡大して示すように、三角形状をなし、二つの傾斜平面２０８，２０９よりなる。傾斜平面２０８，２０９は、共に水平面に対して所定角度θ傾斜している。角度θは約３０度であり、入射してきた光を蛍光灯２０１側へ戻さない角度としてある。
【０１３６】
ここで、溝２０７の作用について説明する。
【０１３７】
蛍光灯２０１より出射し、入射面２０２ｃより導光板２０２内に入射した光の一部が溝２０７に向う。溝２０７に向う光は、傾斜平面２０８へ当たる角度によって、光線２１０，２１１，２１２の三種類に分類できる。光線２１０は、傾斜平面２０８で全反射し、光線２１０ａとなって出射面２０２ｂへ向かう。光線２１１は、溝２０７内へ出、反射板２０３の反射面２０４で反射され、傾斜平面２０９より再び導光板２０２内に入り、光線２１１ａとなって出射面２０２ｂへ向かう。光線２１２は、溝２０７内へ出、溝２０７を横切って傾斜平面２０９より再び導光板２０２内に入り、光線２１２ａとなって、先端面２０２ｄの方向に向かう。このように、溝２０７は、導光板２０２内を背面２０２ａに向かって進む光線を、出射面２０２ｂの方向に効率的に向けさせるように作用する。
【０１３８】
従来は、特開平２−１６５５０４号に示すように、上記の溝２０７に対応する溝が、導光板の底面の全面に亘って均一のピッチで配してあり、溝を構成する面の傾斜は、溝に入射する全ての光が全反射する条件となっていた。そのため、発光面の輝度分布は、図２４中、破線IIで示すように、入射面２０２ｃに近い部分と、先端面２０２ｄに近い部分とにおいて輝度が低下する傾向となっていた。
【０１３９】
本実施例においては、溝２０７を上記のような分布で配してあるため、出射面２０２ｂへ向かう光の量が、入射面寄りの部分２０２ａ-2及び先端面寄りの部分２０２ａ-3において上記の従来例に比べて多くなり、発光面２０６のうち、入射面寄りの部分及び先端面寄りの部分の輝度が上昇せしめられる。この結果、照明装置２００の発光面２０６の輝度は、図２４中、線III で示すように、全面に亘って略均一なものとなる。
【０１４０】
図２６は本発明の第１１実施例になる照明装置２２０を示す。図中、図２４に示す構成部分と同一部分には同一符号を付す。
【０１４１】
導光板２０２Ａにおいては、溝２０７が、背面２０２ａの蛍光灯２０１近傍領域において同じピッチＰ３で分布している。入射面２０２Ａｃに近い側から、溝２０７に２０７-１，２０７-２，…と符号を付す。Ｕ字状の反射鏡２０５Ａは、溝２０７-1にまでかかっている。２０５Ａａは反射鏡部としての上側覆い部分であり、導光板２０２Ａの出射面２０２Ａｂのうち、入射面２０２Ａｃ寄りの溝２０７-1に対応する部分２０２Ａｂ-1を覆っている。２０５Ａｂは下側覆い部分であり、導光板２０２Ａの背面２０２Ａａのうち、溝２０７-１を覆っている。導光板２０２Ａのうち、２０２Ａ-1が発光領域である。２０２Ａ-2は光蓄積領域であり、後述するように光を蓄積する。蛍光灯２０１から出射し、入射面２０２Ａｃより導光板２０２Ａ内に入射した光２２１は、符号２２１ａで示すように、溝２０７-１の面で反射され、面２０２Ａｂ-１へ向かい、面２０２Ａｂ-１より出射するも、上側覆い部分２０５Ａａで反射され、導光板２０２Ａ内に入る。この光は、背面２０２Ａａに向かい、背面２０２Ａａより出射したとしても、下側覆い部分２０５Ａｂで反射され、再び導光板２０２Ａ内に入り、上方に向う。光は、これを繰り返して発光領域２０２Ａ-1の方向に進んでいく。
【０１４２】
出射面２０２Ａｂのうち上側覆い部分２０５Ａａで覆われていない部分が、有効出射面２０２Ａｂ-２である。この有効出射面２０２Ａｂ-2には、上記第１０実施例の場合と同様に、溝２０７-2〜２０７-5で反射又は屈折されて、上向きとされた光が出射する。この有効出射面２０２Ａｂ-２のうち蛍光灯２０１寄りの部分についてみると、溝２０７-２で屈折された光２２２に、光蓄積領域２０２Ａ-２より漏れ出して上方に向かう光２２１ｂが加わり、この部分での光量が増す。これにより、照明装置２２０の発光面２０６の輝度は、線IVで示すように、蛍光管近傍領域において略均一なものとなる。
【０１４３】
図２７は本発明の第１２実施例になる照明装置２３０を示す。この照明装置２３０は、図２４の照明装置２００と図２６の照明装置２２０とを組み合せた構成である。図２７中、図２４及び図２６に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１４４】
溝２０７-1及び反射鏡部としての上側覆い部分２０５Ａａが、光蓄積領域２０２Ａ-２を形成する。有効出射面２０２Ａｂ-２のうち蛍光灯２０１寄りの部分には、溝２０７-２，２０７-３で反射、屈折された光２２２に、光蓄積領域２０２Ａ-２より漏れ出して上方に向かう光２２１ｂが加わる。ここで、溝２０７-１，２０７-２のピッチＰ２が小さいため、上記光２２２の光量は多い。これにより、発光面２０６の輝度は、図２７中、線Ｖで示すように、面全体に亘って均一なものとなる。
【０１４５】
図２８は本発明の第１３実施例になる照明装置２４０を示す。この照明装置２４０は、図２４の照明装置２００のうち、導光板２０２を変更した構成である。図２８中、図２６に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１４６】
導光板２４１は、大略、導光板２０２を断面楔形状としたものであり、傾斜した出射面２４１ｂ及び曲面状とした先端面２４１ｃを有する。２４１ａは水平の背面であり、溝２０７が形成してある。２４１ｃは垂直の入射面である。
【０１４７】
ここで、先端面２４１ｃを曲面とし得たのは、出射面２４１ｂが傾斜面とされて導光板２０２が楔形状となっていることになるものである。
【０１４８】
先端面２４１ｃが曲面であるため、先端が図２４に示すように垂直の平面である場合に比べて、導光板２４１内を伝搬して先端に到った光は、光源側に反射されにくく、殆どが符号２４２で示すように、先端面２４１ｃから上方に向かって放出される。これにより、導光板２４１のうち先端寄りの部分からも光は効率的に出射され、発光面２４３のうち先端部分の輝度が引き上げられる。発光面２４３の輝度は、図２８中、線VIで示すように面全体に亘って均一なものとなる。
【０１４９】
図２９は本発明の第１４実施例になる照明装置２５０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１５０】
照明装置２５０は、導光板２５１を有する。導光板２５１は、図３０に併せて示すように、背面２５１ａにピット群２５２を有する。ピット群２５２は、多数のピット２５３よりなる。各ピット２５３は、断面三角形状を有し、図２４中の溝２０７と同じく、導光板２５１内を伝播して背面２５１ａに到った光を出射面２５１ｂへ向けさせる。 ピット群２５２は、並んだピッチ２５３-１〜２５３-４よりなるピット列２５４-1、並んだピット２５３-５〜２５３-７よりなるピット列２５４-２、並んだピット２５３-８〜２５３-１１よりなるピット列２５４-３が平行に整列し、且つ隣り合うピット列間でピットが千鳥状に並んだ配置となっている。これにより、図２４に示すように背面に溝２０７を形成した場合に比べて、背面２５１ａ側より出射面２５１ｂに向けられる光量は、背面全面に亘ってより均一とされる。
【０１５１】
これにより、照明装置２５０の発光面２５５は、図２４の照明装置２００に比べて溝筋に対応した輝度ムラを抑えられ、図２９中、線VII で示すように、全面に亘って均一な輝度分布を有する。
【０１５２】
図３１は本発明の第１５実施例になる照明装置２６０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１５３】
照明装置２６０は、導光板２６１を有する。導光板２６１は、図３２及び図３３に示すように、背面２６１ａに、断面三角形状の溝群２６２を有する。溝群２６２は、蛍光灯２０１の軸線２６３と直交する線２６４に対して鋭角α１をなす溝２６２ａと、上記線２６４に対して鈍角α２をなす溝２６２ｂとよりなる。溝２６２ａと溝２０２ｂとは、多くの個所で交差している。このため、溝が平行に配されている図２４の照明装置２００に比べて溝筋が表われにくい。従って、照明装置２６０は、図３１中、線VIIIで示すように、全面に亘って均一な輝度分布を有する。
【０１５４】
図３４は本発明の第１６実施例になる照明装置２７０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１５５】
照明装置２７０は、導光板２７１を有する。導光板２７１は、背面２７１ａに、溝群２７１を有する。溝群２７１は、溝２７２〜２７７よりなる。溝２７２〜２７７は、蛍光灯２０１に近づく程、サイズが大きくなっている。溝２７２〜２７７のピッチＰ４は一定であり、図２４中のピッチＰ１より小さい。従って、照明装置２７０は、図２４の装置２００に比べて、溝筋が表われにくく、出射光量は同じであり、図３４中、線IXで示すように、全面に亘って均一な輝度分布を有する。
【０１５６】
図３５は本発明の第１７実施例になる照明装置２８０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１５７】
照明装置２８０は、導光板２８１を有する。導光板２８１は、図３６に併せて示すように、背面２８１ａにピット群２８２を有する。ピット群２８２は、多数のピット２８３よりなる。各ピット２８３は、断面三角形状を有し、図２４中の溝２０７と同じく、導光板２８１内を伝播して背面２８１ａに到った光を出射面２８１ｂへ向けさせる。ピット群２８２は、ピット２８３が並んだ、図３６中右下りの斜めのピット列２８４と、右上りの斜めのピット列２８５とよりなる。ピット列２８４はピット列２８５とは交差した関係にある。これにより、図２４に示すように背面に溝２０７を形成した場合に比べて、背面２８１ａ側より出射面２８１ｂに向けられる光量は、背面全面に亘ってより均一とされる。
【０１５８】
これにより、照明装置２８０の発光面２８６は、図２４の照明装置２００に比べて溝筋に対応した輝度ムラを抑えられ、図３５中、線Ｘで示すように、全面に亘って均一な輝度分布を有する。
【０１５９】
図３７は本発明の第１８実施例になる照明装置２９０を示す。同図中、図２４に示す構成部分と対応する部分には同一符号を付す。
【０１６０】
照明装置２９０は、導光板２９１を有する。導光板２９１は、背面２９１ａに、断面が三角形状の溝２９２を有する。溝２９２の反面２９１ａの延長面の対する角度θ１０は、図２４中の角度θ１１に比べて相当に小さく定めてある。角度θ１０が小さいと、溝２９２が光を出射面２９１ｂへ向ける能力は小さい。このように、溝２９２の角度θ１０を変えることによって、光の出射面２９１ｂからの出射量を変えることが出来る。
【０１６１】
図３８は、本発明の第１９実施例になる照明装置３００を示す。導光板３１０は、背面３０１ａに、Ｕ字状の溝３０２を有する。
【０１６２】
図３９は本発明の第２０実施例になる照明装置３１０を示す。照明装置３１０は、導光板３１１及び反射板３１２を有する。導光板３１１は、均一なピッチの溝３１８を有する背面３１１ａを有する。３１２は反射板であり、上記背面３１１ａに対向する上面に、多数の突条３１３を有する。突条３１３は、導光板３１１の背面３１１ａの溝３１８より漏れ出した光３１４を反射させ、符号３１４ａで示すように、導光板３１１内に再度入射して、出射面３１１ｂに向く光とする。
【０１６３】
突条３１３は、中央部分３１４についてはピッチＰ１０で整列し、中央部分３１４より偏倚するにつれてピッチが狭くなり、入射面３１１ｃ寄りの部分３１５及び先端面３１１ｄ寄りの部分３１６では、ピッチＰ１１より狭いピッチＰ１１で整列した分布で配してある。
【０１６４】
導光板３１１の背面３１１ａの溝３１８より漏れ出した光のうち、入射面３１１ｃの近傍から漏れ出した光及び先端面３１１ｄの近傍から漏れ出した光は、中央部分から漏れ出した光に比べて、より効率的に導光板３１１内に戻され、発光面３１７より出射される。このため、発光面３１７の輝度分布は、図３９中、線XIで示すように、全面に亘って略均一なものとなる。
【０１６５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１乃至５の発明によれば、導光板の背面の拡散手段を、上記入射面に近い部分において、導光板に入射した光を特に大きく拡散させる構成とし、導光板入射面の近くで多く拡散させるようにし、且つ、光透過・戻し手段（特殊リニアプリズム板、特殊レンチキュラ板）を設けることによって、拡散されて導光板の外に出た光を空間部内に戻して照明装置の中心方向に伝播させるようにした構成であるため、出射面が傾斜している導光板の先端から出射する光の量を効果的に抑えることが出来、しかも、光透過戻し手段によってこの全面から略一定の光量の光が出射するようにすることが出来る。この結果、導光板の先端に対応する部分が特に明るくなることがなく、しかも導光板の入射面近傍の部分が特に明るくなることもなく、発光面を全体に亘って略一様な輝度とすることが出来る。
【０１６６】
請求項６の発明によれば、液晶パネルのバックライトとして使用した場合に、液晶パネルの電極との干渉によるモアレ縞の発生を効果的に防止出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する照明装置の原理構成図である。
【図２】本発明に関連する照明装置の動作説明図である。
【図３】本発明になる照明装置の第１の実施例を示す図である。
【図４】本発明になる照明装置の第２の実施例を示す図である。
【図５】本発明になる照明装置の第３の実施例を示す図である。
【図６】本発明になる照明装置の第４の実施例を示す図である。
【図７】導光板の指向特性を示す図（その１）である。
【図８】導光板の指向特性を示す図（その２）である。
【図９】導光板の指向特性を示す図（その３）である。
【図１０】導光板の指向特性を示す図（その４）である。
【図１１】導光板の指向特性を示す図（その５）である。
【図１２】本発明になる照明装置の第５の実施例を示す図である。
【図１３】本発明になる照明装置の第６の実施例を示す図である。
【図１４】本発明になる照明装置の第７の実施例を示す図である。
【図１５】本発明になる照明装置の第８の実施例を示す図である。
【図１６】本発明になる照明装置の第９実施例を示す図である。
【図１７】図１６の照明装置の分解斜視図である。
【図１８】図１６及び図１７中の通常リニアプリズム板の部分拡大図である。
【図１９】導光板の背面の拡散パターンを説明する図である。
【図２０】図１６及び図１７中の特殊リニアプリズム板の部分拡大図である。
【図２１】図１６の照明装置の動作を説明する図である。
【図２２】特殊リニアプリズム板の変形例を示す図である。
【図２３】特殊レンチキュラ板の部分拡大図である。
【図２４】本発明による照明装置の第１０実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図２５】図２４中、溝の作用を説明する図である。
【図２６】本発明になる照明装置の第１１実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図２７】本発明になる照明装置の第１２実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図２８】本発明になる照明装置の第１３実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図２９】本発明になる照明装置の第１４実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図３０】図２９中の導光板の背面のピット群の配置を示す図である。
【図３１】本発明になる照明装置の第１５実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図３２】図３１中の導光板を背面側からみた図である。
【図３３】図３２の導光板の背面の一部を拡大して示す斜視図である。
【図３４】本発明になる照明装置の第１６実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図３５】本発明になる照明装置の第１７実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図３６】図３５中の導光板を背面側からみた図である。
【図３７】本発明になる照明装置の第１８実施例を示す図である。
【図３８】本発明になる照明装置の第１９実施例を示す図である。
【図３９】本発明になる照明装置の第２０実施例を、その輝度分布と併せて示す図である。
【図４０】従来の照明装置を示す図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ 導光板
２ａ 入射面
２ｂ 背面
２ｃ 出射面
３ 反射面
３ａ 側壁面
４ 発光面
５ 空間部
６ 反射鏡
７ 伝播光
８ 出射光
１０ 照明装置
１００ 照明装置
１０１ 拡散パターン
１０２，１０２Ａ 特殊リニアプリズム板
１０２ａ 上面
１０５ 蛍光管
１０６ 導光板
１０６ａ 入射面
１０６ｂ 背面
１０６ｃ 出射面
１０６ｄ 先端
１０７ 反射板
１０８ 反射鏡
１０９ 空間部
１１０ 通常リニアプリズム板
１１１ 線状プリズム
１１２ 蛍光管と直交する方向の線
１１３ 入射光
１１４ 法線
１１５ 出射光
１１６ 拡散シート
１１７ 発光面
１２０ 白色インク塗布小区画部
１２１ 頂角が１４０度の線状プリズム
１２２ 頂角が７０度の線状プリズム
１２３ 入射光線
１２４ 出射光線
１２５ 入射光線
１２６ 入射した光線
１２８ 全反射した光線
１２８ 空間部に戻された光線
１２９ 空気層
１３１ 導光板内に入射したところで拡散された多量の光
１４１，１４４，１４５ 空間部内に戻された光
１５０ 液晶パネル
１５１ Ｘ方向表示電極
１５２ Ｙ方向表示電極
１６０ 特殊レンチキュラ板
１６１ かまぼこ状レンズ
１６２ かまぼこ状レンズ
１６３，１６４ 光線
２００，２２０，２３０，２４０，２５０，２６０，２７０，２８０，２９０，３００，３１０ 照明装置
２０１ 蛍光灯
２０２，２０２Ａ，２４１，２５１，２６１，２７１，２８１，２９１，３０１，３１１ 導光板
２０２ａ 背面
２０２ａ-１，３１４ 中央部分
２０２ａ-２，３１５ 入射面寄りの部分
２０２ａ-３，３１６ 先端面寄りの部分
２０２ｂ 出射面
２０２ｃ 入射面
２０２ｄ 先端面
２０３，３１２ 反射面
２０４ 反射面
２０５ 反射鏡
２０５Ａａ 上側覆い部分
２０５Ａｂ 下側覆い部分
２０６ 発光面
２０７ 溝
２０８，２０９ 傾斜平面
２１０，２１１，２１２ 光線
２４１ 傾斜した出射面
２４１ｃ 先端面
２４２ 先端面から出射した光
２５２ ピット群
２５３ 断面三角形状のピット
２５４-1，２５４-2，２５４-3 ピット列
２６２ 溝群
２６３ 蛍光灯の軸線
２６４ 蛍光灯の軸線と直交する線
２７２〜２７７ 溝
２８２ ピット群
２８３ ピット
２８４，２８５ ピット列
２８６ 発光面
３０２ Ｕ字状溝
３１３ 突条[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an illuminating device, and more particularly to an illuminating device applied to a backlight or the like of a transmissive liquid crystal display device.
[0002]
In recent years, display units have been used in large quantities in word processors, personal computers, and the like due to expansion of display capacity or improvement in characteristics. Furthermore, a thin and light display unit having a large screen size for a workstation from a notebook is required, and a high-luminance and high-efficiency lighting device is desired for colorization.
[0003]
[Prior art]
Conventionally, the edge-light type backlight used in the liquid crystal display device is made to make light incident from the side surface of the light guide plate, and the internal propagation light by total reflection is totally reflected by the light guide plate and white ink etc. whose central part is inclined. Was broken and emitted to the light emitting surface side.
[0004]
FIG. 40 is an explanatory diagram of a conventional edge light type illumination device.
[0005]
In the figure, 81 is a fluorescent tube serving as a light source, 82 is a light guide plate made of transparent resin, 82a is an incident surface of the light guide plate 82, 82b is a back surface of the light guide plate 82 on which a diffuse reflection pattern is printed, and 82c is a light guide plate 82. , 83 is a reflecting sheet, 84 is a light emitting surface, 85 is a reflecting mirror provided so as to surround the fluorescent tube 81, 86 is a linear prism, 87 is a diffusion sheet, 88 is internally propagated light, and 89 is emitted light. There is a lighting device 90 comprising them.
[0006]
As shown in the figure, in the conventional edge light type backlight, a fluorescent tube 81 surrounded by a reflecting mirror 85 is arranged so that the emitted light is incident from an incident surface 82 a of the light guide plate 82, and the light guide plate 82. The emission surface 82c is inclined from both ends toward the central portion so that the thickness thereof becomes thinner toward the central portion. Then, a diffuse reflection pattern with white ink or the like is provided on the back surface 82b of the light guide plate 82 so as to increase the printing area as the distance from the fluorescent tube 81 increases, and the diffuse reflection pattern is scattered on the back surface of the back surface 82b. A reflection sheet 83 for effectively emitting light rays is disposed. Further, a linear prism 86 for collecting the outgoing light 89 in the normal direction is provided on the light emitting surface 84 above the light guide plate 82, and the diffuse reflection pattern on the back surface 82 b is visually recognized on the outgoing direction side of the linear prism 86. A diffusion sheet 87 is arranged so as not to be formed, and an edge light type illumination device 90 is configured.
[0007]
In this conventional edge light type illumination device 90, the diffused light emitted from the fluorescent tube 81 enters from the incident surface 82a of the light guide plate 82, and propagates through the light guide plate 82 while satisfying the total reflection condition. Since the outgoing surface 82c of the light guide plate 82 is inclined toward the central portion, the internal propagation light 88 becomes steeper by the inclination angle θ of the outgoing surface 82c every time it is totally reflected by the outgoing surface 82c, and the critical angle. If it becomes above, it will become the emitted light 89, and is radiate | emitted from the output surface 82c, On the other hand, the propagation light 88 which was totally reflected by the output surface 82c and reached the back surface 82b will be radiate | emitted from the light emission surface 84 because a total reflection condition collapse | crumbles by a diffuse reflection pattern. It is like that.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional edge light type illumination device does not emit all the light rays emitted from the fluorescent tube and diffusely reflected by the diffuse reflection pattern to the light emitting surface side, but part of the light is repeatedly propagated to the opposite fluorescent tube. The current situation is that light loss occurs due to collision. In order to reduce this phenomenon, an attempt has been made to improve the light guide plate by providing an inclination on the exit surface of the light guide plate and reducing the thickness of the light guide plate toward the center, but it is still insufficient and the light utilization rate is low. There was a problem.
[0009]
In order to effectively improve the luminance in the normal direction, a linear prism plate is arranged between the light guide plate and the diffuser plate. The prism pitch of the linear prism plate and the matrix display panel If the pitch between the electrodes is not optimum, interference occurs. Therefore, a diffusion plate having a high diffusion degree is used, or an optimum pitch is set for each model to reduce the occurrence of interference. However, when the diffusivity is increased, the luminance in the normal direction decreases, and when a linear prism mold suitable for each model is manufactured, the cost increases.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to realize a thin and lightweight high-efficiency lighting device having high luminance and uniform luminance distribution.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is located on the side of the linear light source (105), the incident surface on which the light from the light source is incident, the lower back surface, and the upper side. A light guide plate (106) having an emission surface to be emitted and a large number of linear prisms (111) are aligned and positioned above the light guide plate, and emit light in the normal direction. In a lighting device comprising a linear prism plate (110),
The light guide plate 106 has a shape having an emission surface (106c) that is inclined so as to become thinner as it moves away from the incident surface, and a space portion above the emission surface and in front of the light guide plate tip (106d). (109) and
The diffusion means (120) on the back surface of the light guide plate is configured to diffuse the light incident on the light guide plate particularly greatly in a portion close to the incident surface,
In addition, the emitted light is transmitted upward from the emission surface to the lower part of the normal linear prism plate above the light guide plate, and a part of the light emitted from the emission surface (106c) is transmitted. The light transmitting / returning means (102) that is bent and returned into the space portion (109) is provided.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, the diffusing means of the first aspect is configured such that the light diffusing element (120) is distributed with a particularly high density in a portion close to the incident surface.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, the light transmission / return means of the first aspect includes a linear prism (122) having an apex angle of 110 degrees or less and a linear prism (121) having an apex angle of about 110 degrees or more. In this structure, the linear prisms 102 are arranged with the linear prisms facing downward.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, the light transmitting / returning means of the first aspect comprises a kamaboko lens (161) having a low height and a long radius, and a kamaboko lens (162) having a small radius and a high height. This is a special lenticular plate (160) having a structure that is aligned at a predetermined ratio and arranged with the above-mentioned kamaboko lens facing downward.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, the special linear prism plate (102) of the third aspect is configured such that the linear prisms (121, 122) are arranged in a direction parallel to the linear light source (105). is there.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, in the normal linear prism plate (110) of the first aspect, the linear prism (111) has a direction different from a direction parallel or orthogonal to the linear light source (105). It is set as the structure arrange | positioned in.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing the principle related to the present invention.
[0018]
In the figure, 1 is a light source, 2 is a light guide plate, 2a is an entrance surface of the light guide plate 2, 2b is a back surface of the light guide plate 2, 2c is an exit surface of the light guide plate 2, 3 is a reflection surface, 3a is a reflection surface 3 A side wall surface facing the light source 1, 4 is a light emitting surface, and 5 is a space.
[0019]
As shown in the figure, the illuminating device according to the present invention includes a light source 1, a light guide plate 2 having a light incident surface 2 a on which light rays from the light source 1 are incident, and an output surface 2 c from which incident light rays are emitted, and a light guide plate. 2, the light guide plate 2 is disposed on the side of the light guide plate 2, and the light guide plate 2 is disposed on the side of the light guide plate 2. As the distance from the light source 1 is increased, the light exit surface 2c is formed so that the thickness of the light guide plate 2 is reduced, and the reflective side surface 3a that opposes the light source 1 with the light guide plate 2 of the light guide plate 2 and the reflective surface 3 interposed therebetween. A space portion 5 sandwiched between the reflecting surface 3 and the light emitting surface 4 is formed between the two.
[0020]
Furthermore, the exit surface 2c of the light guide plate 2 is composed of a plurality of continuous planes having different inclination angles with the back surface 2b, and the inclination angle of the plane on the tip side of the light guide plate 2 is larger than the inclination angle of the plane on the incident surface 2a side. It is characterized by that.
[0021]
Furthermore, the incident surface 2a of the light guide plate 2 is a diffusing surface provided with unevenness.
[0022]
Furthermore, the back surface 2b of the light guide plate 2 is a diffusing surface.
[0023]
Furthermore, the exit surface 2c of the light guide plate 2 is a diffusing surface.
[0024]
Further, a transparent diffusion sheet is disposed between the back surface 2b of the light guide plate 2 and the reflection surface 3.
[0025]
Furthermore, the reflecting surface 3 is an uneven surface.
[0026]
Further, at least one linear prism plate for converging outgoing light in the normal direction is provided on the light emitting side of the light emitting surface 4, and at least one of the linear prism plates emits light in the axial direction of the linear prism plate. The display device arranged on the surface 4 is arranged such that the relative position with respect to the direction of the matrix electrode pattern is not parallel or orthogonal.
[0027]
Further, as another aspect of the lighting device according to the present invention, the lighting device according to the present invention is composed of a plurality of unit units, and a plurality of light emitting surfaces 4 of each unit unit are arranged on the same plane. The unit units are arranged in a plane.
[0028]
Further, as yet another aspect of the lighting device according to the present invention, the lighting device according to the present invention is composed of a plurality of unit units, and a plurality of the unit unit reflecting surfaces 3 and light emitting surfaces 4 are adjacent to each other. These unit units are stacked, and the side wall surface 3a side of the unit unit is used as a light emitting surface.
[0029]
FIG. 2 is an explanatory view of the operation of the lighting device related to the present invention.
[0030]
In the figure, 1 is a light source, 2 is a light guide plate for propagating light from the light source, 2a is an incident surface of the light guide plate 2 on which light from the light source is incident, 2b is a back surface of the light guide plate 2, and 2c is a light guide plate 2. The exit surface from which the light propagating through the light guide plate 2 is emitted is formed so that the angle formed with the back surface b is θ so that the wall thickness decreases as the distance from the light source 1 increases, 3 is the back surface 2b of the light guide plate 2 3a is a side wall surface of the reflective surface 3 facing the light source 1 with the light guide plate 2 interposed therebetween, and 4 is a light guide plate 2 that receives the light from the light source 1. A light emitting surface that emits light through 5, 5 is a space where the light emitting surface 2 c, the reflecting surface 3, the side wall surface 3 a, and the light emitting surface 4 are sandwiched, 6 surrounds the light source 1, and the light from the light source 1 enters the incident surface 2 a of the light guide plate 2. Reflecting mirror 7 reflecting in the direction, 7 is the internally propagating light that is incident from the incident surface 2a and propagates inside the light guide plate 2, 8 is A emission light emitted from the emitting surface 2c After propagated inside the optical plate, 10 denotes an illumination device composed of these.
[0031]
As shown in the drawing, in the illumination device 10 according to the present invention, the light emitted from the light source 1 is reflected by the reflecting mirror 6, and the light that repeats multiple reflections with the light source 1 and the direct light are combined to form the light guide plate 2. Incident from the input surface 2a.
[0032]
Here, the light incident on the light guide plate 2 is incident at about ± 42 ° with respect to the normal of the incident surface according to Snell's law, and the surface of the light guide plate is perpendicular to the incident surface. The angle of the light beam reaching the angle is about ± 48 ° or more with respect to the normal of the surface of the light guide plate, and is totally reflected and propagates inside the light guide plate. Therefore, when the surface of the light guide plate is a plane perpendicular to the incident surface, all the propagating light is emitted from the end surface facing the light source of the light guide plate.
[0033]
However, the light guide plate 2 of the illuminating device 10 according to the present invention is formed such that the exit surface 2c is inclined with the angle formed with the back surface 2b being θ, so that the thickness of the light guide plate 2 decreases as the distance from the light source 1 increases. Therefore, the propagating light 7 incident from the incident surface 2a is steep at an angle of the inclination angle θ with respect to the output surface 2c every time it is totally reflected by the output surface 2c. While the reflection is repeated, a part of the propagation light 7 is emitted from the emission surface 2 c as the emission light 8 toward the light emitting surface 4, and a part of the propagation light 7 is repeatedly propagated as the propagation light 7. Further, the propagating light 7 is partially emitted from the back surface 2b, but is reflected toward the light emitting surface 4 by the reflecting surface 3 facing the back surface 2b.
[0034]
Moreover, the outgoing light 8 emitted from the front end side of the light guide plate 2 reaches the light emitting surface 4 directly, or the light emitted from the light emitting surface 4 after being reflected by the side wall surface 3a of the reflecting surface 3 without reaching directly. There is.
[0035]
Here, when the reflective side surface is provided adjacent to the end of the light guide plate away from the light source, the amount of light reflected by the reflective side surface increases, leading to an increase in the light loss rate, A difference in luminance distribution occurs because the light beam that directly reaches the light-emitting surface after being emitted from the light plate and the light beam that reaches the light-emitting surface after being reflected by the reflecting side surface overlap at a portion slightly inside the edge of the light-emitting surface. .
[0036]
However, in the illuminating device 10 according to the present invention, a gap is provided between the front end portion of the light guide plate 2 and the side wall surface 3a, and the light guide plate 2 and the side wall surface 3a are sandwiched between the reflecting surface 3 and the light emitting surface 4. By arranging the space portion 5, most of the emitted light 8 emitted from the emission surface 2 c can be emitted directly in the direction of the emission surface 4, the luminance distribution is made uniform, the light loss is reduced, and high efficiency is achieved.
[0037]
3A and 3B are diagrams showing a first embodiment of the lighting device according to the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view, and FIG. 3B is a diagram showing a luminance distribution of the lighting device of the present embodiment.
[0038]
In FIG. 9A, 11 is a fluorescent tube, 12 is a light guide plate, 12a is an incident surface of the light guide plate 12, 12b is a back surface of the light guide plate 12, 12c ′ is a first emission surface of the light guide plate 12, and 12c ″ is The second exit surface, 13 is a reflecting surface, 14 is a light emitting surface, 15 is a space portion, 16 is a reflecting mirror, and 20 is an illuminating device composed of them.
[0039]
As shown in FIG. 6A, the illumination device of the present embodiment has an incident surface 12a on the light emission side of a fluorescent tube 11 surrounded by a reflecting mirror 16 in a semicircular shape in order to collect emitted light in one direction. The light guide plate 12 is disposed so as to face the light source 11. The light guide plate 12 has an emission surface inclined so that the thickness thereof becomes thinner as the distance from the light source 11 increases, and the emission surface is in contact with the first emission surface 12c ′ having an angle θ1 with respect to the back surface 12b on the light source 11 side. , The second exit surface 12c ″ having an angle θ2 with respect to the back surface 12b on the distal end side, θ2 is larger than θ1, and the boundary between the first exit surface 12c ′ and the second exit surface 12c ″ is It is chamfered and curved. Further, the reflective surface 13 is opposed to the back surface 12 b of the light guide plate 12, the side wall surface 13 a of the reflective surface 13 is disposed on the side facing the light source 11, and the light emitting surface 14 is provided on the side facing the reflective surface 13. Yes. A space is provided between the front end of the light guide plate 12 and the side wall surface 13a, and the space surrounded by the emission surfaces 12c ′ and 12c ″ of the light guide plate 12, the reflection surface 13, the side wall surface 13a, and the light emitting surface 14. A portion 15 is provided.
[0040]
As in this embodiment, the shape of the light guide plate 12 is such that the inclination angle θ1 of the first emission surface 12c ′ on the light source 11 side with respect to the back surface 12b and the inclination angle θ2 of the second emission surface 12c ″ on the tip side with respect to the back surface 12b. And the angle of θ2 is made larger than θ1, so that the emitted light can be appropriately dispersed and emitted without being concentrated on the tip portion, so that the light utilization rate is improved and the light emitting surface is improved. 14 The luminance distribution at the end can be made uniform, and the light guide plate 12 can be processed more easily than the one with a sharp tip, and the yield can be improved because damage to the tip is reduced and handling is easy. Can do.
[0041]
FIG. 7B is a diagram showing a luminance distribution when the angle θ2 is constant and the angle θ1 is changed (assuming θ2> θ1) in the illumination device of the present embodiment, and the solid line 401 has a small angle θ1. A broken line 402 indicates a case where the angle θ1 is large.
[0042]
As shown in the figure, when the angle θ1 is small, the amount of light emitted from the first emission surface 12c ′ is small and propagates to the front end side of the light guide plate 12, so that the amount of light emitted from the front end side is large and the luminance is high. However, when the angle θ1 is large, the amount of light emitted from the first emission surface 12c ′ increases, while the amount of light emitted from the second emission surface 12c ″ decreases, so that the luminance distribution becomes uniform. However, the luminance distribution on the tip side increases or decreases in a similar manner in proportion to the angle θ1.
[0043]
The reflecting surface 13 may be a diffusing surface, a mirror surface, or the like. If the reflecting surface 13 is a diffusing surface, the light emitted from the back surface 12b of the light guide plate 12 is diffused, so the amount of light emitted in the vicinity of the light source 11 And the luminance distribution can be made uniform.
[0044]
4A and 4B are diagrams showing a second embodiment of the lighting device according to the present invention, in which FIG. 4A is a cross-sectional view, and FIG. 4B is a diagram showing a luminance distribution of the lighting device of the present embodiment.
[0045]
In FIG. 2A, 21 is a fluorescent tube, 22 is a light guide plate, 22a is an incident surface of the light guide plate 22, 22b is a back surface of the light guide plate 22 on which a diffuse reflection pattern is printed, and 22c ′ is provided with a shape diffusion portion. The first light-exiting surface of the light guide plate 22, 22 c ″ is the second light-exiting surface, 23 is the reflecting surface, 24 is the light-emitting surface, 25 is the space, 26 is the reflecting mirror, and 30 is an illumination composed of them. Device.
[0046]
As shown in FIG. 6A, in the illumination device of this embodiment, the shape of the light guide plate 22 is different from that of the first embodiment, and the first emission surface 22c ′ is a flat surface provided with a shape diffusion portion. A diffuse reflection pattern is also printed on the back surface 22b.
[0047]
As in this embodiment, the luminance distribution is made uniform by providing the back surface 22b and the first light exit surface 22c ′ with a diffused reflection pattern printed with a shape diffusing portion having a concavo-convex surface or white paint. Can do.
[0048]
Here, the positions where the shape diffusing portion and the diffuse reflection pattern are provided are not limited to the back surface 22b and the first emission surface 22c ′, respectively, and the shape diffusing portion is provided on the back surface 22b or the diffuse reflection pattern is the first. It is possible to provide it on the exit surface 22c ′. Furthermore, the diffusion printing pattern can improve the luminance distribution by weighting to change the printing area according to the distance from the light source, but when the illumination device is relatively small and the inclination angle of the exit surface of the light guide plate is large, It does not matter if weighting is not performed.
[0049]
FIG. 6B is a diagram showing a luminance distribution when a weighted diffuse reflection pattern is printed only on the back surface 22b of the light guide plate 22 in the illumination device of the present embodiment. The luminance distribution due to the light rays emitted from the emission surface 22c ′, the one-dot chain line 404 is the luminance distribution due to the light rays emitted from the second emission surface 22c ″, and the solid line 405 is the overall luminance distribution synthesized by them.
[0050]
As shown in the figure, it can be seen that when a weighted diffuse reflection pattern is provided on the back surface 22b, the luminance distribution is made uniform. By adopting the configuration shown in this embodiment, the light utilization rate is high, and the luminance distribution is also A uniform lighting device can be obtained.
[0051]
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the illumination device according to the present invention.
[0052]
In the figure, 31 is a fluorescent tube, 32 is a light guide plate, 32a is an incident surface of the light guide plate 32 provided with an uneven surface whose axis is parallel to the fluorescent tube 31, 32b is a back surface of the light guide plate 32, and 32c 'is a light guide plate. 32 is a first emission surface, 32c ″ is a second emission surface of the light guide plate 32, 33 is a reflection surface, 34 is a light emission surface, 35 is a space portion, 36 is a reflection mirror, and 37 is a diffuse reflection pattern printed thereon. Reference numeral 40 denotes a transparent diffuse reflection sheet. Reference numeral 40 denotes an illuminating device including them.
[0053]
As shown in the figure, the illumination device of the present embodiment is different from the first and second embodiments in the shape of the light guide plate 32, and the wave shape whose axis is parallel to the fluorescent tube 31 on the incident surface 32 a of the light guide plate 32. An uneven surface is provided. Further, a transparent diffuse reflection sheet on which a diffuse reflection pattern is printed is provided on the back surface 32 b side of the light guide plate 32 between the back surface 32 b and the reflection surface 33.
[0054]
The present embodiment is suitable for a relatively small backlight, and the wave-like uneven surface whose axis is parallel to the fluorescent tube 31 is provided on the incident surface 32a. Therefore, the propagation direction of the light incident from the incident surface 32a is It is possible to set the angle of incidence to about ± 42 ° or more with respect to the normal line when the incident surface 32a is perpendicular to the back surface 32b. Therefore, it is possible to increase the amount of emitted light in the vicinity of the fluorescent tube 31. Further, the luminance distribution can be made uniform by the diffuse reflection sheet 37 provided between the back surface 32 b and the reflection surface 33.
[0055]
6A and 6B are views showing a fourth embodiment of the illumination device according to the present invention, in which FIG. 6A is a cross-sectional view, and FIG. 6B is a plan view for explaining a method of arranging a linear prism plate.
[0056]
In the figure, 41 is a fluorescent tube, 42 is a light guide plate, 42a is an entrance surface of the light guide plate 42, 42b is a back surface of the light guide plate 42 on which a diffuse reflection pattern is printed, and 42c 'is a first exit surface of the light guide plate 42. , 42c ″ is the second light exit surface of the light guide plate 42, 43 is a reflective surface, 43a is a side wall surface of the reflective surface 43, 44 is a light emitting surface, 45 is a space portion, 46 is a reflecting mirror, 47 is a linear prism plate, 48 Is a diffusion sheet, and 50 is an illuminating device comprising them.
[0057]
As shown in the figure, the illumination device of this embodiment is different from the first to third embodiments in the shape of the reflection surface 43 and the side wall surface 43a of the reflection surface 43, and the reflection surface 43 and the side wall surface 43a are orthogonal to each other. Instead, the reflecting surface 43 and the side wall surface 43a are continuously formed as curved surfaces. Furthermore, a weighted diffuse reflection pattern is printed on the back surface 32b of the light guide plate 32, and a linear prism plate 47 for giving directivity in the normal direction to the emitted light on the light emitting surface 44. And the axial direction of the matrix electrodes of the display device (not shown) arranged on the upper side are arranged so as not to be orthogonal or parallel to each other. In addition, a diffusion sheet 48 is disposed on the linear prism plate 47 so that the diffusion print pattern printed on the back surface 42b of the light guide plate 42 is not visually recognized.
[0058]
When the reflecting surface 43 and the side wall surface 43a are formed as a continuous curved surface as in this embodiment, the loss of light emitted from the light guide plate 42 is reduced, the light utilization rate is improved, and the luminance distribution is made uniform. Can do.
[0059]
FIG. 5B is a plan view for explaining the arrangement method of the linear prism plate 47. The prism shaft 47a of the linear prism plate 47 is parallel to any of the orthogonal matrix electrodes 49a and 49b of the display device, or It is arranged so that the inclination is an angle φ (0 ° <φ <90 °) so as not to be orthogonal. By disposing the linear prism plate 47 in this way, it is possible to prevent display image quality from being deteriorated due to interference.
[0060]
7A and 7B are diagrams (part 1) illustrating directivity characteristics of the light guide plate, where FIG. 7A is a perspective view, and FIG. 7B is a diagram illustrating a relationship between a light emission angle and relative luminance.
[0061]
In FIG. 5A, 51 is a fluorescent tube serving as a light source, 52 is a light guide plate disposed on the side of the fluorescent tube 51, 52a is an incident surface of the light guide plate 52 facing the fluorescent tube 51, and 52b is a light guide plate. The back surface of 52, 52c is the exit surface of the light guide plate 52 that forms an angle θ with the back surface 52b, 54 is a reflector provided so as to surround the fluorescent tube 51, 58 is the propagation light inside the light guide plate 51, 59 is the exit surface 59c. The angle θ is set to 10 °. Hereinafter, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0062]
In the figure, the light source is composed of only a fluorescent tube 51, a reflecting mirror 54 surrounding the fluorescent tube 51, and a light guide plate 52, and no reflecting surface or the like is provided.
[0063]
FIG. 5B is a diagram showing the directional distribution characteristics between the front end side of the light guide plate and the light source side in this case. The solid line 406 indicates the characteristics on the front end side, and the broken line 407 indicates the characteristics on the light source side.
[0064]
As shown in the figure, when no reflecting surface or the like is provided, the directivity width hardly changes on the tip side and the light source side, but as shown by the broken line 407, the emitted light quantity on the light source side is small and the angle is small. It turns out that there are many ingredients.
[0065]
FIGS. 8A and 8B are diagrams (part 2) illustrating the directivity characteristics of the light guide plate. FIG. 8A is a perspective view, and FIG. 8B is a diagram illustrating the relationship between the light emission angle and the relative luminance.
[0066]
In FIG. 5A, reference numeral 53 denotes a reflecting surface disposed below the light guide plate 52 so as to face the back surface 52b. Further, the angle θ is set to 10 °.
[0067]
In the figure, a fluorescent tube 51 serving as a light source, a reflecting mirror 54 surrounding the fluorescent tube 51, a light guide plate 52, and a reflecting surface 53 provided below the light guide plate 52 are configured.
FIG. 5B is a diagram showing the directivity distribution characteristics when the reflecting surface 53 is a mirror surface and when it is a diffuse reflecting surface. The solid line 408 indicates the characteristics when the reflecting surface 53 is a mirror surface, and the broken line 409 indicates The characteristics when the reflecting surface 53 is a diffuse reflecting surface are shown.
[0068]
As shown in the figure, when the reflecting surface 53 is a mirror surface, the luminance peak is not different from the case where no luminance peak is provided as indicated by the solid line 408, but the directivity width is increased. Recognize. This is because the light beam emitted from the back surface 52b of the light guide plate 52 is steeper and emitted by an angle θ formed by the emission surface 52c and the back surface b. Further, when the reflecting surface 53 is a diffuse reflecting surface, the luminance peak decreases as shown by the broken line 409, but the directivity width is increased. This is because the emitted light 59 is distributed and emitted from each part of the emission surface 52c, and the luminance distribution on the light emitting surface is improved.
[0069]
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing the directivity characteristics of the light guide plate (No. 3). FIG. 9A is a perspective view, and FIG. 9B is a diagram showing the relationship between the light emission angle and the relative luminance.
[0070]
In FIG. 2A, reference numeral 55 denotes a transparent diffuse reflection sheet on which a weighted diffuse reflection pattern is printed, which is disposed between the back surface 52b of the light guide plate 52 and the reflection surface 53. Further, the angle θ is set to 10 °. In the drawing, a fluorescent tube 51 serving as a light source, a reflecting mirror 54 surrounding the fluorescent tube 51, a light guide plate 52, a reflecting surface 53 including a mirror surface, and a back surface 52b of the light guiding plate 52 and a reflecting surface 53 are disposed. And a diffuse reflection sheet 55.
[0071]
FIG. 6B is a diagram showing the directional distribution characteristic when the diffuse reflection sheet 55 is disposed between the rear surface 52b of the light projecting plate 52 and the reflective surface 53 formed of a mirror surface, and the characteristic is shown by a solid line 410. ing. As shown in the figure, when the diffuse reflection sheet 55 is disposed between the back surface 52b of the light guide plate 52 and the reflection surface 53, it is the same as the broken line 409 when the reflection surface 53 in FIG. In addition, as indicated by the solid line 410, the luminance peak decreases, but the width of directivity increases. This is because the emitted light 59 is distributed and emitted from each part of the emission surface 52c, and the luminance distribution on the light emitting surface is improved.
[0072]
10A and 10B are diagrams showing the directivity characteristics of the light guide plate (No. 4). FIG. 10A is a perspective view, and FIG. 10B is a diagram showing the relationship between the light emission angle and the relative luminance.
[0073]
In FIG. 5A, reference numeral 56 denotes an uneven surface facing the light guide plate 52 so that the axial direction is parallel to the longitudinal direction of the fluorescent tube 51 between the back surface 52b of the light guide plate 52 and the reflection surface 53. It is a linear prism plate arranged. Further, the angle θ is set to 10 °. In the drawing, a fluorescent tube 51 serving as a light source, a reflecting mirror 54 surrounding the fluorescent tube 51, a light guide plate 52, a reflecting surface 53 including a mirror surface, and a back surface 52b of the light guiding plate 52 and a reflecting surface 53 are disposed. And a linear prism plate 56.
[0074]
FIG. 5B is a diagram showing the directional distribution characteristic when the linear prism plate 56 is disposed between the back surface 52b of the light guide plate 52 and the reflecting surface 53 formed of a mirror surface, and the characteristic is shown by a solid line 411. ing. As shown in the figure, when the linear prism plate 56 is disposed between the back surface 52b of the light guide plate 52 and the reflecting surface 53, the luminance is improved as shown by the solid line 411, and the emitted light amount on the light source side is reduced. The luminance distribution can be improved.
[0075]
FIGS. 11A and 11B are diagrams showing the directivity characteristics of the light guide plate (No. 5). FIG. 11A is a perspective view, and FIG. 11B is a diagram showing the relationship between the emission angle in the upper and horizontal directions of the light beam and the different luminance. FIG.
[0076]
In FIG. 5A, the reference numeral 57 denotes an uneven surface facing the light guide plate 52 so that the axial direction is perpendicular to the longitudinal direction of the fluorescent tube 51 between the fluorescent tube 51 and the incident surface 52a of the light guide plate 52. It is a linear prism plate arranged. Further, the angle θ is set to 10 °. In the figure, a fluorescent tube 51 serving as a light source, a reflecting mirror 54 surrounding it, a light guide plate 52, a reflecting surface 53 formed of a mirror surface, and a fluorescent tube 51 and an incident surface 52a of the light guide plate 52 are disposed. And the linear prism plate 57 thus formed.
[0077]
FIG. 5B shows the vertical direction (angle α) and the horizontal direction (angle β) with and without the linear prism plate 57 disposed between the fluorescent tube 51 and the incident surface 52a of the light guide plate 52, respectively. The solid line 412 indicates the vertical characteristics when the prism plate 57 is provided, the broken line 413 indicates the vertical characteristics when the prism -357 is not provided, and the solid line 414 indicates the prism plate. The solid line 415 indicates the characteristic in the left-right direction when the prism plate 57 is not provided. As shown in the figure, the light guide plate 52 has an uneven surface between the fluorescent tube 51 and the incident surface 52 a of the light guide plate 52 so that the axial direction of the linear prism plate 57 is perpendicular to the longitudinal direction of the fluorescent tube 51. As compared with the case where the linear prism plate 57 indicated by the broken line 415 is not provided, the characteristic in the left-right direction when arranged toward the side is narrowed down in the left-right direction, and thus the directivity width is reduced. Brightness is improved because the light rays are concentrated.
[0078]
12A and 12B are diagrams showing a fifth embodiment of the lighting device according to the present invention, in which FIG. 12A is a plan view, FIG. 12B is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIG. c) The figure is a partial sectional view taken along line BB ′ of FIG.
[0079]
In the figure, 61 is a fluorescent tube serving as a light source, 62 is a light guide plate made of a transparent body, 62a is an incident surface of the light guide plate 62, 62b is a rear surface of the light guide plate 62 on which a weighted diffuse reflection pattern is printed, and 62c is a rear surface. 62b is the exit surface of the light guide plate 62 formed at an angle θ, 62d is a reflective side surface at the end of the light guide plate 62, 63 is a reflective surface below the rear surface 62b of the light guide plate 62, and 63a is the central portion of the reflective surface 63. , A light emitting surface, 65 a space portion, 66 a reflecting mirror surrounding the fluorescent tube 61, 67 a linear prism plate, 68 a diffusion sheet, 69 a light shielding portion, and 70 It is the comprised illuminating device.
[0080]
As shown in FIGS. 4A and 4B, the lighting device 70 of the present embodiment has a lighting device as shown in the first to fourth embodiments as a unit unit, and a plurality of unit units are planar. The four fluorescent tubes 61 serving as the light source are provided on the four side surfaces surrounded by the reflecting mirror 66, and four independent light guide plates 62 are provided on the side of the fluorescent tube 61 corresponding to each. It is arranged. The shape of each light guide plate 62 is inclined toward the front end side so that the angle formed by the exit surface 62c with the back surface 62b is θ, and the width thereof is also narrowed toward the front end side. A diffuse reflection pattern weighted in consideration of the above is printed. The reflection surface 63 below the back surface 62b of the light guide plate 62 is provided with a quadrangular pyramid-shaped convex reflection surface 63a in a space portion 65 where the tips of the four light guide plates 62 at the center face each other. On the light emitting surface 64, a linear prism plate 67 is disposed so that the axial direction of matrix electrodes of a display device (not shown) disposed above the linear prism plate 67 and the axis of the linear prism plate 67 are not orthogonal or parallel to each other. . Further, a diffusion sheet 68 is disposed on the linear prism plate 67 so that the diffuse reflection pattern printed on the back surface 62b of the light guide plate 62 is not visually recognized.
[0081]
Further, as shown in FIG. 4C, the four light guide plates 62 are configured so that the light guide plates 62 are independent so that the light propagating in the light guide plate 62 does not return toward the other fluorescent tubes 61. A space is provided between the individual light guide plates 62 to form a light shielding portion 69. The end surface of the light guide plate 52 is provided with a reflective side surface 62d so as not to emit light, and the reflective side surface 62d is inclined so that the reflected light travels toward the light emitting surface 64.
[0082]
The illuminating device 70 shown in the present embodiment is suitable for a large-sized illuminating device that requires high luminance. The illuminating device as shown in the first to fourth embodiments is used as a unit unit, and a plurality of unit units are provided. By arranging in a plane, it is possible to obtain a high-luminance lighting device with a high light utilization factor while making the luminance distribution uniform.
[0083]
In addition, as in the present embodiment, the configuration in which the light guide plates 62 are separated and the four light guide plates 62 are arranged is advantageous, but even if the light guide plates 62 are integrated without being separated, the efficiency is improved. Will improve to some extent.
[0084]
Further, the number of unit units arranged in a planar shape is not limited here, and the configuration thereof can be changed according to the required specifications of the lighting device, such as arranging two unit units facing each other. Furthermore, in this embodiment, a diffuse reflection pattern is printed on the back surface 62b of the light guide plate 62 to achieve uniform brightness distribution. However, the means for uniformizing the brightness distribution is also limited in this embodiment. Instead, it is also possible to use the above-described means shown in FIGS.
[0085]
FIG. 13 is a view showing a sixth embodiment of the lighting device according to the present invention, and is a partial sectional view of the lighting device.
[0086]
In the figure, 71 is a fluorescent tube, 72 is a light guide plate, 72a is an entrance surface of the light guide plate 72, 72b is an exit surface of the light guide plate 72, 73 is a reflection surface, 74 is a reflection mirror, 75 is a diffusion sheet, 80 Is a lighting device composed of them.
[0087]
As shown in the figure, the lighting device 80 of the present embodiment has a plurality of unit units arranged vertically with the lighting devices as shown in the first to fourth embodiments as unit units, and a light guide plate 72 in the unit. The side surface and the reflecting surface 73 are adjacent to each other, and the light emitting surface is a surface facing the fluorescent tube 71. Further, the angle θ formed by the light exit surface 72b of the light guide plate 72 and the reflection surface 73 is 30 °, and the light guide plate 72 is made of acrylic resin. A diffusion sheet 75 is arranged on the light emitting surface side so that the luminance distribution is uniform and the reflecting surface 73 is not visible. Of the emitted light emitted from the emitting surface 72b of the light guide plate 72 of one unit unit, Except for those that directly reach the diffusion sheet 75, the light is reflected by the reflection surface 73 of the adjacent unit unit and proceeds to the diffusion sheet 75.
[0088]
The illuminating device 80 shown in the present embodiment is suitable for a large illuminating device that requires high luminance. The illuminating device as shown in the first to fourth embodiments is used as a unit unit, and a plurality of unit units are provided. By arranging vertically, it is possible to obtain a high-luminance lighting device with uniform luminance distribution, high directivity of light rays, and high light utilization factor.
[0089]
FIG. 14 is a diagram showing a seventh embodiment of the lighting device according to the present invention, and is a partial sectional view of the lighting device.
[0090]
In this figure, 71 ′ is a fluorescent tube, 72 ′ is a light guide plate, 72a ′ is an entrance surface of the light guide plate 72 ′, 72b ′ is an exit surface of the light guide plate 727, 73 ′ is a reflection surface, 74 ′ is a reflection mirror, 75 'Is a diffusion sheet, and 80' is an illuminating device composed of them.
[0091]
As shown in the figure, the illumination device 80 ′ of the present embodiment is different from the seventh embodiment in the shape of the light guide plate 72 ′, and the cross-sectional shape of the light guide plate 72 ′ is substantially isosceles triangle, Two exit surfaces 72b 'are provided with the apex angle inserted. The apex angle θ is 30 ° as in the sixth embodiment.
[0092]
The illuminating device 80 ′ shown in the present embodiment can be a high-luminance illuminating device with higher light beam directivity and higher light utilization than the sixth embodiment.
[0093]
FIG. 15 is a view showing an eighth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, and is a partial sectional view of the lighting apparatus.
[0094]
In the figure, 71 "is a fluorescent tube, 72" is a light guide plate, 72a "is an entrance surface of the light guide plate 72", 72b "is an exit surface of the light guide plate 72", 73 "is a reflection surface, 74" is a reflection mirror, Reference numeral 75 "denotes a diffusion sheet, and reference numeral 80" denotes an illuminating device constituted by them.
[0095]
As shown in the figure, the lighting device 80 "of this embodiment differs from the sixth and seventh embodiments in the unit unit arrangement method, and the side surface of the light guide plate 72" and the reflecting surface 73 "in the unit are adjacent to each other. Thus, the unit units are obliquely stacked, and the light exit surface 72b ″ of the light guide plate 72 ″ serves as the light emitting surface. The apex angle θ is 30 ° as in the sixth embodiment.
[0096]
The illuminating device 80 ″ shown in the present embodiment can be made thinner than the sixth and seventh embodiments, and can be a thin illuminating device having a high light utilization rate and high brightness.
[0097]
16 and 17 show an illuminating device 100 according to a ninth embodiment of the present invention.
[0098]
The illuminating device 100 is an improvement of the illuminating device 70 shown in FIG. 12, and differs from the illuminating device 70 shown in FIG. 12 in the following points, and has characteristics based on this different configuration. .
[0099]
(1) Configuration of the diffusion pattern 101 on the back surface of the light guide plate.
[0100]
(2) A configuration in which a special linear prism plate 102 is disposed between the light guide plate and the normal linear prism plate.
[0101]
16 and 17, reference numeral 105 denotes a fluorescent tube as a linear light source. A light guide plate 106 has an incident surface 106a, a horizontal back surface 106b, and an output surface 106c. 106d is a tip. In the light guide plate 106, the exit surface 106c, the thickness t of which decreases with increasing distance from the entrance surface 106a, is an inclined surface that forms an angle θ with respect to the back surface 106b. The light guide plate 106 has a wedge shape and has a right triangle. Reference numeral 107 denotes a reflection plate, which is disposed below the light guide plate 106. A reflecting mirror 108 surrounds the fluorescent tube 105. Reference numeral 109 denotes a space, which exists above the inclined exit surface 106c of the light guide plate 106 and ahead of the tip 106d.
[0102]
Reference numeral 110 denotes a normal linear prism plate, which is disposed above the light guide plate 106, and has a space 109 formed therebelow. As shown in FIG. 18, the normal linear prism plate 110 has a structure in which roof-shaped linear prisms 111 having an apex angle of 90 degrees are aligned. As shown in FIG. 18, the normal linear prism plate 110 is oriented so that the surface on which the linear prism 111 is formed is the upper surface, and the longitudinal direction of the linear prism 111 is perpendicular to the fluorescent tube 105 (line 112) (indicated by 112) in a clockwise direction. As shown in FIG. 18, the normal linear prism plate 110 acts so that incident light 113 having a large spread is condensed in the direction of the normal line 114 of the normal linear prism plate 110 and emitted. The degree of condensing of the emitted light 115 is about ± 40 degrees.
[0103]
116 is a diffusion sheet, which is usually disposed on the upper surface side of the linear prism plate 110 and diffuses light from the normal linear prism plate 110. The upper surface of the diffusion sheet 116 becomes the light emitting surface 117 of the lighting device 100.
[0104]
Next, a characteristic configuration of the lighting device 100 will be described.
[0105]
First, the diffusion pattern 101 will be described.
[0106]
The diffusion pattern 101 has a configuration in which small portions to which white ink is applied, that is, white ink application small sections 120 as diffusion elements are arranged in a predetermined pattern. The light beam incident on the white ink application small section 120 is diffused. As shown by the line I in FIG. 19, the white ink application small section 120 is formed at a particularly high density in the vicinity of the incident surface 106 a in the back surface 106 b of the light guide plate 106. In other words, the white ink application small section 120 is weighted so that the printing area is particularly large in the vicinity of the incident surface 106 a of the light guide plate 106. The diffusion pattern 101 acts to diffuse a large amount of light particularly in the vicinity of the incident surface 106a.
[0107]
Next, the special linear prism plate 102 will be described.
[0108]
As shown in FIG. 20, the special linear prism plate 102 includes three roof-shaped linear prisms 121 having an apex angle of 140 degrees, and a roof-shaped linear prism 122 having an apex angle of 70 degrees. It has a structure that is aligned at one rate. As shown in FIGS. 16 and 17, the special linear prism plate 102 is oriented so that the surface on which the linear prisms 121 and 122 are formed is the lower surface, and the longitudinal direction of the linear prism 121 (122) is the above-described direction. The direction perpendicular to the line 112, that is, the direction parallel to the fluorescent tube 105 is provided above the light guide plate 106 and below the normal linear prism plate 110. An air layer 129 exists between the normal linear prism plate 110 and the special linear prism plate 102.
[0109]
As shown in FIG. 20, the linear prism 122 having an apex angle of 70 degrees acts to totally reflect the incident light beam 123 and transmit it upward as indicated by reference numeral 124. The linear prism 121 having an apex angle of 140 degrees is incident so that the incident light beam 125 is incident on the upper surface 102a of the special linear prism plate 102 at a critical angle or more in the linear prism 121, and the incident light beam 126 is incident. A light beam 127 reflected by the upper surface 102a and totally reflected by the upper surface 102a is emitted from the linear prism plate 102 obliquely downward toward the center of the illuminating device 100 into the space 109 as indicated by reference numeral 128. It returns to the part 109, that is, acts to propagate the light in the surface direction of the special linear prism plate 102.
[0110]
Here, the linear prism 121 is oriented in parallel with the fluorescent tube 105. For this reason, the light 128 is efficiently directed toward the center of the lighting device 100. That is, the special linear prism 102 is set so that the longitudinal direction of the linear prism 121 (122) is parallel to the fluorescent tube 105 in order to improve the light propagation property toward the center of the illumination device 100.
[0111]
Next, operation | movement of the illuminating device 100 which becomes the said structure is demonstrated with reference to FIG.
[0112]
In FIG. 21, the arrow indicates a light beam, and the thickness of the arrow indicates the amount of light. The thicker the arrow, the greater the amount of light. Light 130 from the fluorescent tube 105 enters the light guide plate 106 from the incident surface 106 a and travels toward the tip 106 d of the light guide plate 106. Due to the distribution of the diffusion pattern 101, most of the light incident on the light guide plate 106 is diffused in the vicinity of the incident surface 106a. Accordingly, a large amount of light 131 is emitted from the vicinity of the incident surface 106a in the emission surface 106b. The remaining light 132 propagates toward the tip 106d of the light guide plate 106. Since the amount of light 132 is originally small and is diffused even during propagation and the lights 133 and 134 are emitted from the exit surface 106b, the light directed to the tip 106d is reduced as indicated by reference numerals 135 and 136, and is less than that of the tip 106d. The quantity of the emitted light 137 is reduced. As a result, the inconvenience that the portion of the light emitting surface 117 corresponding to the tip 106d of the light guide plate 106 becomes particularly bright is solved.
[0113]
The light 131 is incident on the special linear prism plate 102. Of the light incident on the special linear prism plate 102, only a part of the light 140 is transmitted and emitted upward, and the remaining light 141 is reflected and returned to the space portion 109.
[0114]
As for the lights 133 and 134, only a part of the lights 142 and 143 are transmitted through the special linear prism plate 102 and emitted upward, and the remaining lights 144 and 145 are reflected and enter the space 109. Returned. The light 141, 144, 145 returned to the space 109 is reflected by the emission surface 106 c of the light guide plate 106, etc., is incident on the special linear prism plate 102 again, and part of the light is transmitted upward. The light is emitted and the rest is reflected and returned to the space 109 again.
[0115]
The above operation is repeated, and a substantially constant amount of light is emitted from the upper surface 102 a of the special linear prism plate 102 over the entire surface of the special linear prism plate 102. For this reason, as will be described later, the light emitting surface 117 has uniform brightness over the entire surface.
[0116]
The light emitted upward from the special linear prism plate 102 is normally incident into the linear prism plate 110, is condensed and emitted in the normal direction, as indicated by reference numeral 145, and is further diffused by the diffusion sheet 116. As indicated by reference numeral 146, the light is emitted from the light emitting surface 117.
[0117]
As a result, the light emitting surface 117 of the lighting device 100 does not show a portion having a higher luminance than the periphery thereof in the portion corresponding to the tip 106d of the light guide plate 106, and the portion near the fluorescent tube 105 has a high luminance. The portion does not appear and has a good luminance distribution in which the luminance is substantially constant over the entire surface.
[0118]
Next, characteristics of the liquid crystal display device when the above-described illumination device 100 is used as a backlight of a liquid crystal panel will be described.
[0119]
In FIG. 17, reference numeral 150 denotes a liquid crystal panel, which is arranged on the upper side of the illumination device 100.
[0120]
The liquid crystal panel 150 includes an X-direction display electrode 151 extending in the X direction and a Y-direction display electrode 152 extending in the Y direction.
[0121]
In FIG. 17, a line 112 orthogonal to the fluorescent tube 105 extends in the X direction.
[0122]
Here, the positional relationship of the linear prisms 111, 121, 122 with respect to the display electrodes 151, 152 when viewed from the front surface of the liquid crystal display device will be described.
[0123]
The linear prism 111 and the linear prisms 121 and 122 intersect at an angle (90−α) degrees. For this reason, the linear prism 111 and the linear prisms 121 and 122 hardly interfere with each other, and no moire fringes are generated.
[0124]
The linear prism 111 and the display electrodes 151 and 152 intersect at about 45 degrees. For this reason, the linear prism 111 and the display electrodes 151 and 152 do not easily interfere with each other, and moire fringes are not generated.
[0125]
Next, a modification of the ninth embodiment will be described.
[0126]
The ratio between the linear prism 121 and the linear prism 122 of the special linear prism plate 102 in FIGS. 16 and 17 may be set to a ratio other than 3: 1, such as 4: 1.
[0127]
FIG. 22 shows a special linear prism plate 102A in which the ratio of the linear prism 121 to the linear prism 122 is 4: 1.
[0128]
This prism plate 102A propagates more light in the surface direction than the prism plate 102 described above.
[0129]
Further, instead of the special linear prism plate 102, a special lenticular plate 160 shown in FIG. 23 may be provided with the face of the semi-cylindrical lens facing downward.
[0130]
The special lenticular plate 160 has a structure in which a kamaboko-shaped lens 161 having a height of h1 and a radius of r1 is aligned at a ratio of one with respect to three kamaboko-shaped lenses 161 having a height of h1 and a radius of r1. h2> h1, r2> r1.
[0131]
As can be seen from the path of the light beam 163, the semi-cylindrical lens 162 acts to transmit the light beam upward. As can be seen from the path of the light beam 164, the semi-cylindrical lens 161 acts to return the light beam downward, that is, to propagate the light toward the surface of the special lenticular plate 160.
[0132]
Next, the illuminating device 200 which becomes 10th Example of this invention is demonstrated with reference to FIG.
[0133]
In the tenth to twentieth embodiments, the rear surface of the light guide plate is devised to make the luminance distribution uniform.
[0134]
In FIG. 24, 201 is a fluorescent lamp as a linear light source. A light guide plate 202 has a back surface 202a and an output surface 202b that are both horizontal, and an incident surface 202c and a tip surface 202d that are both vertical. Reference numeral 203 denotes a reflection plate, which is disposed on the back surface 202 a side of the light guide plate 202. Reference numeral 204 denotes a reflection surface, which is an upper surface of the reflection plate 203. A reflecting mirror 205 surrounds the fluorescent lamp 201. Reference numeral 206 denotes a light emitting surface of the lighting device 200. Reference numeral 207 denotes a groove that forms a main part of the present invention. The groove 207 extends on the back surface 202a of the light guide plate 202 in a direction parallel to the incident surface 202c (in the drawing, a direction perpendicular to the paper surface). Yes. The groove 207 is aligned with the pitch P1 in the central portion 202a-1 of the back surface 202a, and the pitch becomes narrower as it deviates from the central portion 202a-1, and the portion near the incident surface 202a-2 and the portion near the tip surface 202a-3 is arranged in a distribution in which the pitch P2 is narrower than the pitch P1.
[0135]
The groove 207 has a triangular shape and includes two inclined planes 208 and 209 as shown in an enlarged view in FIG. The inclined planes 208 and 209 are both inclined at a predetermined angle θ with respect to the horizontal plane. The angle θ is about 30 degrees, and is an angle that does not return incident light to the fluorescent lamp 201 side.
[0136]
Here, the operation of the groove 207 will be described.
[0137]
A part of the light emitted from the fluorescent lamp 201 and incident into the light guide plate 202 from the incident surface 202 c is directed to the groove 207. The light traveling toward the groove 207 can be classified into three types of light rays 210, 211, and 212 depending on the angle at which it strikes the inclined plane 208. The light ray 210 is totally reflected by the inclined plane 208 and becomes a light ray 210a toward the emission surface 202b. The light beam 211 exits into the groove 207, is reflected by the reflection surface 204 of the reflection plate 203, enters the light guide plate 202 again from the inclined plane 209, and becomes the light beam 211a toward the emission surface 202b. The light ray 212 exits into the groove 207, crosses the groove 207, enters the light guide plate 202 again from the inclined plane 209, becomes a light ray 212a, and travels in the direction of the distal end surface 202d. As described above, the groove 207 acts to efficiently direct the light beam traveling in the light guide plate 202 toward the back surface 202a toward the exit surface 202b.
[0138]
Conventionally, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2-165504, the grooves corresponding to the above-described grooves 207 are arranged at a uniform pitch over the entire bottom surface of the light guide plate, and the inclination of the surfaces constituting the grooves is The condition is that all the light incident on the groove is totally reflected. Therefore, the luminance distribution on the light emitting surface has a tendency that the luminance decreases at a portion near the incident surface 202c and a portion near the tip surface 202d, as indicated by a broken line II in FIG.
[0139]
In the present embodiment, since the grooves 207 are arranged in the distribution as described above, the amount of light traveling toward the exit surface 202b is the above in the portion 202a-2 near the entrance surface and the portion 202a-3 near the tip surface. As compared with the conventional example, the luminance of the light emitting surface 206 near the entrance surface and the portion near the tip surface is increased. As a result, the luminance of the light emitting surface 206 of the illuminating device 200 becomes substantially uniform over the entire surface, as indicated by line III in FIG.
[0140]
FIG. 26 shows an illumination device 220 according to the eleventh embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those shown in FIG.
[0141]
In the light guide plate 202A, the grooves 207 are distributed at the same pitch P3 in the vicinity of the fluorescent lamp 201 on the back surface 202a. .. Are assigned to the groove 207 from the side close to the incident surface 202Ac. The U-shaped reflecting mirror 205A extends to the groove 207-1. 205Aa is an upper cover portion as a reflecting mirror portion, and covers a portion 202Ab-1 corresponding to the groove 207-1 near the incident surface 202Ac in the exit surface 202Ab of the light guide plate 202A. 205Ab is a lower cover portion and covers the groove 207-1 in the back surface 202Aa of the light guide plate 202A. Of the light guide plate 202A, 202A-1 is a light emitting region. Reference numeral 202A-2 denotes a light storage area, which stores light as will be described later. The light 221 emitted from the fluorescent lamp 201 and incident on the light guide plate 202A from the incident surface 202Ac is reflected by the surface of the groove 207-1 as indicated by reference numeral 221a, travels toward the surface 202Ab-1, and enters the surface 202Ab-1. Although it is emitted more, it is reflected by the upper cover portion 205Aa and enters the light guide plate 202A. Even if the light travels toward the back surface 202Aa and is emitted from the back surface 202Aa, it is reflected by the lower cover portion 205Ab, enters the light guide plate 202A again, and travels upward. The light repeats this and proceeds in the direction of the light emitting region 202A-1.
[0142]
The portion of the emission surface 202Ab that is not covered by the upper cover portion 205Aa is the effective emission surface 202Ab-2. As in the case of the tenth embodiment, light that is reflected or refracted by the grooves 207-2 to 207-5 and directed upward is emitted to the effective emission surface 202 Ab-2. Looking at the portion of the effective emission surface 202Ab-2 closer to the fluorescent lamp 201, light 221b leaked from the light storage region 202A-2 and directed upward is added to the light 222 refracted by the groove 207-2. The amount of light at the part increases. As a result, the luminance of the light emitting surface 206 of the illuminating device 220 is substantially uniform in the vicinity of the fluorescent tube, as indicated by the line IV.
[0143]
FIG. 27 shows an illumination device 230 according to a twelfth embodiment of the present invention. This illumination device 230 is a combination of the illumination device 200 of FIG. 24 and the illumination device 220 of FIG. In FIG. 27, parts corresponding to the parts shown in FIGS. 24 and 26 are denoted by the same reference numerals.
[0144]
The groove 207-1 and the upper cover portion 205Aa as the reflecting mirror portion form the light accumulation region 202A-2. On the portion of the effective emission surface 202Ab-2 that is closer to the fluorescent lamp 201, the light 222 reflected and refracted by the grooves 207-2 and 207-3 leaks from the light storage region 202A-2 and travels upward 221b. Will be added. Here, since the pitch P2 of the grooves 207-1 and 207-2 is small, the light amount of the light 222 is large. As a result, the luminance of the light emitting surface 206 becomes uniform over the entire surface as indicated by the line V in FIG.
[0145]
FIG. 28 shows an illumination device 240 according to a thirteenth embodiment of the present invention. This illuminating device 240 is the structure which changed the light-guide plate 202 among the illuminating devices 200 of FIG. In FIG. 28, parts corresponding to the parts shown in FIG.
[0146]
The light guide plate 241 is generally formed by making the light guide plate 202 into a wedge shape in cross section, and has an inclined emission surface 241b and a curved tip surface 241c. Reference numeral 241a denotes a horizontal rear surface on which a groove 207 is formed. Reference numeral 241c denotes a vertical incident surface.
[0147]
Here, the reason why the tip surface 241c can be a curved surface is that the exit surface 241b is an inclined surface and the light guide plate 202 has a wedge shape.
[0148]
Since the tip surface 241c is a curved surface, the light that propagates in the light guide plate 241 and reaches the tip is less likely to be reflected to the light source side, compared to the case where the tip is a vertical plane as shown in FIG. Most of the light is discharged upward from the tip surface 241c, as indicated by reference numeral 242. Thereby, light is also efficiently emitted from the portion of the light guide plate 241 near the tip, and the luminance of the tip portion of the light emitting surface 243 is increased. The luminance of the light emitting surface 243 is uniform over the entire surface as indicated by the line VI in FIG.
[0149]
FIG. 29 shows an illumination device 250 according to a fourteenth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIG.
[0150]
The lighting device 250 includes a light guide plate 251. As shown in FIG. 30, the light guide plate 251 has a pit group 252 on the back surface 251a. The pit group 252 includes a large number of pits 253. Each pit 253 has a triangular cross section and, like the groove 207 in FIG. 24, propagates through the light guide plate 251 and directs the light reaching the back surface 251a toward the exit surface 251b. The pit group 252 includes a pit row 254-1 composed of arranged pitches 253-1 to 253-4, a pit row 254-2 composed of arranged pits 253-5 to 253-7, and arranged pits 253-8 to 253- 11 pit rows 254-2 are arranged in parallel, and pits are arranged in a staggered manner between adjacent pit rows. As a result, as shown in FIG. 24, the amount of light directed from the back surface 251a side to the emission surface 251b is made more uniform over the entire back surface as compared with the case where the groove 207 is formed on the back surface.
[0151]
As a result, the light emitting surface 255 of the illumination device 250 can suppress uneven brightness corresponding to the groove streaks as compared with the illumination device 200 of FIG. 24, and uniform luminance over the entire surface as shown by line VII in FIG. Have a distribution.
[0152]
FIG. 31 shows an illumination device 260 according to the fifteenth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIG.
[0153]
The lighting device 260 includes a light guide plate 261. As shown in FIGS. 32 and 33, the light guide plate 261 has a groove group 262 having a triangular cross section on the back surface 261a. The groove group 262 includes a groove 262a that forms an acute angle α1 with respect to a line 264 orthogonal to the axis 263 of the fluorescent lamp 201, and a groove 262b that forms an obtuse angle α2 with respect to the line 264. The groove 262a and the groove 202b intersect at many points. For this reason, a groove streak is hard to appear compared with the illuminating device 200 of FIG. 24 where the groove | channel is distribute | arranged in parallel. Accordingly, the illumination device 260 has a uniform luminance distribution over the entire surface, as indicated by a line VIII in FIG.
[0154]
FIG. 34 shows a lighting device 270 according to a sixteenth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIG.
[0155]
The lighting device 270 includes a light guide plate 271. The light guide plate 271 has a groove group 271 on the back surface 271a. The groove group 271 includes grooves 272 to 277. The size of the grooves 272 to 277 increases as the distance from the fluorescent lamp 201 approaches. The pitch P4 of the grooves 272 to 277 is constant and smaller than the pitch P1 in FIG. Therefore, the illuminating device 270 has less groove streaks and the same amount of emitted light as compared with the device 200 of FIG. 24, and has a uniform luminance distribution over the entire surface as shown by the line IX in FIG. Have.
[0156]
FIG. 35 shows an illumination device 280 according to a seventeenth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIG.
[0157]
The lighting device 280 includes a light guide plate 281. As shown in FIG. 36, the light guide plate 281 has a pit group 282 on the back surface 281a. The pit group 282 includes a large number of pits 283. Each pit 283 has a triangular cross section and, like the groove 207 in FIG. 24, propagates through the light guide plate 281 and directs the light reaching the back surface 281a toward the exit surface 281b. The pit group 282 includes an oblique pit row 284 on the lower right in FIG. 36 and an oblique pit row 285 on the upper right in which pits 283 are arranged. The pit row 284 intersects the pit row 285. As a result, as shown in FIG. 24, the amount of light directed from the back surface 281a side to the emission surface 281b is made more uniform over the entire back surface as compared with the case where the groove 207 is formed on the back surface.
[0158]
As a result, the light emitting surface 286 of the lighting device 280 can suppress uneven luminance corresponding to the groove streaks compared to the lighting device 200 of FIG. 24, and uniform luminance over the entire surface as indicated by a line X in FIG. 35. Have a distribution.
[0159]
FIG. 37 shows an illumination device 290 according to an eighteenth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those shown in FIG.
[0160]
The lighting device 290 includes a light guide plate 291. The light guide plate 291 has a groove 292 having a triangular cross section on the back surface 291a. The angle θ10 with respect to the extended surface of the opposite surface 291a of the groove 292 is set to be considerably smaller than the angle θ11 in FIG. When the angle θ10 is small, the ability of the groove 292 to direct light toward the emission surface 291b is small. Thus, by changing the angle θ10 of the groove 292, the amount of light emitted from the light exit surface 291b can be changed.
[0161]
FIG. 38 shows an illumination apparatus 300 according to the nineteenth embodiment of the present invention. The light guide plate 310 has a U-shaped groove 302 on the back surface 301a.
[0162]
FIG. 39 shows an illuminating device 310 according to a twentieth embodiment of the present invention. The lighting device 310 includes a light guide plate 311 and a reflection plate 312. The light guide plate 311 has a back surface 311a having grooves 318 having a uniform pitch. Reference numeral 312 denotes a reflecting plate having a large number of protrusions 313 on the upper surface facing the back surface 311a. The ridge 313 reflects the light 314 leaked from the groove 318 on the back surface 311a of the light guide plate 311 and re-enters the light guide plate 311 as indicated by reference numeral 314a to be light directed toward the exit surface 311b.
[0163]
The ridges 313 are aligned at the pitch P10 with respect to the central portion 314, and the pitch becomes narrower as it deviates from the central portion 314. The portion 315 closer to the incident surface 311c and the portion 316 closer to the tip surface 311d are narrower than the pitch P11. It is arranged in a distribution aligned with P11.
[0164]
Of the light leaking from the groove 318 on the back surface 311a of the light guide plate 311, the light leaking from the vicinity of the incident surface 311c and the light leaking from the vicinity of the tip surface 311d are compared with the light leaking from the central portion. The light is returned more efficiently into the light guide plate 311 and emitted from the light emitting surface 317. For this reason, the luminance distribution of the light emitting surface 317 is substantially uniform over the entire surface as shown by the line XI in FIG.
[0165]
【The invention's effect】
As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, the diffusing means on the back surface of the light guide plate is configured to diffuse the light incident on the light guide plate particularly greatly in the portion close to the incident surface. By diffusing a lot near the surface and providing light transmission / return means (special linear prism plate, special lenticular plate), the diffused light coming out of the light guide plate is returned to the space and illuminated. Since it is configured to propagate in the central direction of the apparatus, the amount of light emitted from the tip of the light guide plate whose emission surface is inclined can be effectively suppressed, and this entire surface is returned by the light transmission return means. Thus, a substantially constant amount of light can be emitted. As a result, the portion corresponding to the tip of the light guide plate is not particularly bright, and the portion near the incident surface of the light guide plate is not particularly bright, and the light emitting surface has a substantially uniform luminance throughout. I can do it.
[0166]
According to the sixth aspect of the present invention, when used as a backlight of a liquid crystal panel, the generation of moire fringes due to interference with the electrodes of the liquid crystal panel can be effectively prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a principle configuration diagram of an illumination device related to the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of a lighting apparatus related to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a first embodiment of a lighting device according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of the illumination device according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the illumination device according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram (part 1) illustrating directivity characteristics of a light guide plate;
FIG. 8 is a diagram (part 2) illustrating directivity characteristics of the light guide plate;
FIG. 9 is a diagram (part 3) illustrating directivity characteristics of the light guide plate;
FIG. 10 is a diagram (part 4) illustrating directivity characteristics of the light guide plate;
FIG. 11 is a diagram (part 5) illustrating directivity characteristics of the light guide plate;
FIG. 12 is a drawing showing a fifth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing a sixth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 14 is a drawing showing a seventh embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 15 is a drawing showing an eighth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 16 is a drawing showing a ninth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
17 is an exploded perspective view of the illumination device of FIG.
18 is a partially enlarged view of the normal linear prism plate in FIGS. 16 and 17. FIG.
FIG. 19 is a diagram illustrating a diffusion pattern on the back surface of the light guide plate.
20 is a partially enlarged view of the special linear prism plate in FIGS. 16 and 17. FIG.
FIG. 21 is a diagram for explaining the operation of the illumination device of FIG. 16;
FIG. 22 is a view showing a modification of the special linear prism plate.
FIG. 23 is a partially enlarged view of a special lenticular plate.
FIG. 24 is a diagram showing a tenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 25 is a diagram for explaining the action of grooves in FIG. 24;
FIG. 26 is a diagram showing an eleventh embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 27 is a diagram showing a twelfth embodiment of the illumination apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 28 is a diagram showing a thirteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 29 is a diagram showing a fourteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
30 is a diagram showing the arrangement of pit groups on the back surface of the light guide plate in FIG. 29. FIG.
FIG. 31 is a drawing showing a fifteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
32 is a view of the light guide plate in FIG. 31 as seen from the back side.
33 is an enlarged perspective view showing a part of the back surface of the light guide plate of FIG. 32. FIG.
FIG. 34 is a diagram showing a sixteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 35 is a diagram showing a seventeenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention, together with the luminance distribution thereof.
36 is a view of the light guide plate in FIG. 35 viewed from the back side.
FIG. 37 is a drawing showing an eighteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 38 is a drawing showing a nineteenth embodiment of the lighting apparatus according to the present invention.
FIG. 39 is a diagram showing a twentieth embodiment of a lighting apparatus according to the present invention, together with its luminance distribution.
FIG. 40 shows a conventional lighting device.
[Explanation of symbols]
1 Light source
2 Light guide plate
2a Incident surface
2b back
2c Outgoing surface
3 reflective surfaces
3a Side wall surface
4 Light emitting surface
5 spaces
6 Reflector
7 Propagating light
8 outgoing light
10 Lighting equipment
100 lighting equipment
101 Diffusion pattern
102,102A Special linear prism plate
102a top surface
105 fluorescent tube
106 Light guide plate
106a Incident surface
106b back
106c Output surface
106d tip
107 reflector
108 Reflector
109 space
110 Linear prism plate
111 linear prism
112 Line in a direction perpendicular to the fluorescent tube
113 Incident light
114 normal
115 outgoing light
116 Diffusion sheet
117 Light emitting surface
120 White ink application small section
121 Linear prism with apex angle of 140 degrees
122 Linear prism with apex angle of 70 degrees
123 Incident light
124 Emission rays
125 incident rays
126 Incident rays
128 Total reflected light
128 Rays returned to space
129 Air layer
131 A large amount of light diffused when entering the light guide plate
141, 144, 145 Light returned into the space
150 LCD panel
151 X direction display electrode
152 Y direction display electrode
160 Special lenticular plate
161 Kamaboko lens
162 Kamaboko lens
163,164 rays
200, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310 Lighting device
201 fluorescent lamp
202,202A, 241,251,261,271,281,291,301,311 Light guide plate
202a back
202a-1, 314 central part
202a-2,315 The part near the entrance plane
202a-3,316 Near the tip
202b Outgoing surface
202c Incident surface
202d Tip surface
203, 312 reflective surface
204 reflective surface
205 Reflector
205Aa Upper cover part
205Ab Lower cover
206 Light emitting surface
207 groove
208,209 inclined plane
210, 211, 212 rays
241 Inclined exit surface
241c Tip surface
242 Light emitted from the tip surface
252 pit groups
253 Pit with triangular cross section
254-1, 254-2, 254-3 pit train
262 groove group
263 Fluorescent axis
H.264 line perpendicular to the axis of the fluorescent lamp
272-277 groove
282 Pit group
283 pits
284,285 Pit train
286 Light emitting surface
302 U-shaped groove
313 ridge

Claims (6)

側方に配された線状光源（１０５）と、該光源からの光線が入射する入射面と、下側の背面と、上側に位置しており、入射した光を出射させる出射面とを有する導光板（１０６）と、多数の線状プリズム（１１１）が整列してなり、該導光板の上方に位置しており、光を法線の方向に出射する通常のリニアプリズム板（１１０）とを具えた照明装置において、
上記導光板１０６が、上記入射面から離れるにつれて肉厚が薄くなるように傾斜した出射面（１０６ｃ）を有する形状を有し、上記出射面の上方および導光板先端（１０６ｄ）の前方に空間部（１０９）を有する構成とするとともに、
上記導光板の背面の拡散手段（１２０）を、上記入射面に近い部分において、導光板に入射した光を特に大きく拡散させる構成とし、
且つ、上記導光板の上方であって、上記通常リニアプリズム板の下側の部位に、上記出射面より出射光を上方へ透過させると共に、上記出射面（１０６ｃ）より出射した光の一部を屈曲させて上記空間部（１０９）内に戻す光透過・戻し手段（１０２）を設けてなる構成としたことを特徴とする照明装置。A linear light source (105) arranged on the side, an incident surface on which light from the light source is incident, a lower back surface, and an exit surface that is located on the upper side and emits the incident light. A light guide plate (106) and a large number of linear prisms (111) are aligned and located above the light guide plate, and a normal linear prism plate (110) that emits light in the direction of the normal line In the lighting device comprising
The light guide plate 106 has a shape having an emission surface (106c) that is inclined so as to become thinner as it moves away from the incident surface, and a space portion above the emission surface and in front of the light guide plate tip (106d). (109) and
The diffusion means (120) on the back surface of the light guide plate is configured to diffuse the light incident on the light guide plate particularly greatly in a portion close to the incident surface,
In addition, the outgoing light is transmitted upward from the emission surface to the lower part of the normal linear prism plate above the light guide plate, and a part of the light emitted from the emission surface (106c) is transmitted. An illuminating device comprising a light transmission / return means (102) that is bent and returned into the space (109). 請求項１の拡散手段は、光を拡散させる要素（１２０）が、上記入射面に近い部分については特に高密度とされて分布した構成としたことを特徴とする照明装置。The illuminating device according to claim 1, wherein the light diffusing element (120) has a structure in which a portion close to the incident surface is distributed with a particularly high density. 請求項１の光透過・戻し手段は、頂角が１１０度以下の線状プリズム（１２２）と、頂角が約１１０度以上の線状プリズム（１２１）とが所定の比で整列してなる構造を有し、該線状プリズムを下向きとして、配された特殊リニアプリズム板（１０２）である構成としたことを特徴とする照明装置。The light transmission / return means according to claim 1 comprises a linear prism (122) having an apex angle of 110 degrees or less and a linear prism (121) having an apex angle of about 110 degrees or more aligned at a predetermined ratio. An illuminating device having a structure, wherein the linear prism is disposed with the linear prism facing downward. 請求項１の光透過・戻し手段は、高さが低く、半径が長いかまぼこ状レンズ（１６１）と、半径が小さく、高さの高いかまぼこ状レンズ（１６２）とが所定の比で整列してなる構造を有し、上記かまぼこ状レンズを下向きとして配された特殊レンチキュラ板（１６０）である構成としたことを特徴とする照明装置。The light transmitting / returning means according to claim 1 is configured such that a short-shaped, long-kamaboko-shaped lens (161) and a small-radius, high-kamaboko-shaped lens (162) are aligned at a predetermined ratio. An illuminating device comprising a special lenticular plate (160) having the above-described structure and arranged with the above-mentioned kamaboko lens facing downward. 請求項３の特殊リニアプリズム板（１０２）は、その線状プリズム（１２１，１２２）が上記線状光源（１０５）と平行となる向きに配置した構成としたことを特徴とする照明装置。The special linear prism plate (102) according to claim 3, wherein the linear prism (121, 122) is arranged in a direction parallel to the linear light source (105). 請求項１の通常リニアプリズム板（１１０）は、その線状プリズム（１１１）が、上記線状光源（１０５）と平行又は直交である方向とは異なる方向である向きに配置した構成としたことを特徴とする照明装置。The normal linear prism plate (110) of claim 1 has a configuration in which the linear prism (111) is arranged in a direction different from a direction parallel or orthogonal to the linear light source (105). A lighting device characterized by the above.
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