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発明の名称 面光源装置及びその支持構造
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−257966(P2007−257966A)
公開日 平成19年10月4日(2007.10.4)
出願番号 特願2006−79830(P2006−79830)
出願日 平成18年3月23日(2006.3.23)
代理人
発明者 小柴 明康
要約 課題
本発明は、反射面からの光によって支持部材の影が生ずるようなことのない面光源装置及びその支持構造を提供することを目的とする。

解決手段
複数本の互いにほぼ平行に延びる線状光源11と、この線状光源の下方に配置され、各線状光源を包囲するように断面が凹状の反射面12aを備えるリフレクタ12と、これらの線状光源の上方に配置された平板状の拡散レンズ13と、下方から上記拡散レンズの下面まで延びていて、拡散レンズを支持する支持部材14と、を含む面光源装置10において、上記支持部材が、光透過率85%以上の樹脂材料から成形されるように、面光源装置を構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数本の互いにほぼ平行に延びる線状光源と、この線状光源の下方に配置され、各線状光源を包囲するように断面が凹状の光沢処理された反射面を備えるリフレクタと、これらの線状光源の上方に配置された平板状の拡散レンズと、下方から上記拡散レンズの下面まで延びていて、拡散レンズを支持する支持部材と、を含んでいる、面光源装置において、
上記支持部材が、光透過率85%以上の樹脂材料から成形されていることを特徴とする、面光源装置。
【請求項2】
上記支持部材が、上記リフレクタの互いに隣接する二つの反射面の間の領域から拡散レンズの下面まで延びていることを特徴とする、請求項1に記載の面光源装置。
【請求項3】
上記支持部材が、両側の反射面に沿って、その最下部まで延びており、その最下部から上方に立ち上がって上記線状光源を支持する光源保持部を備えていることを特徴とする、請求項2に記載の面光源装置。
【請求項4】
上記支持部材が、反射面の焦点にて、対応する線状光源を支持することを特徴とする、請求項3に記載の面光源装置。
【請求項5】
複数本の互いにほぼ平行に延びる線状光源と、この線状光源の下方に配置され、各線状光源を包囲するように断面が凹状の光沢処理された反射面を備えるリフレクタと、これらの線状光源の上方に配置された平板状の拡散レンズと、を含む面光源装置にて、上記拡散レンズが、下方から上記拡散レンズの下面まで延びている支持部材により支持されている、面光源装置における支持構造において、
上記支持部材が、光透過率85%以上の樹脂材料から成形されていることを特徴とする、面光源装置の支持部材の支持構造。
【請求項6】
上記支持部材が、上記リフレクタの互いに隣接する二つの反射面の間の領域から拡散レンズの下面まで延びていることを特徴とする、請求項5に記載の面光源装置の支持構造。
【請求項7】
上記支持部材が、両側の反射面に沿って、その最下部まで延びており、その最下部から上方に立ち上がって、反射面の焦点にて上記線状光源を支持する光源保持部を備えていることを特徴とする、請求項5に記載の面光源装置の支持構造。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばCCFL等の線状光源を使用した面光源装置における支持構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、液晶表示パネルや液晶テレビジョン等の液晶表示装置におけるバック照明装置は、例えば特許文献1により知られている。
このようなバック照明装置は、並置された複数本の蛍光管と、これらの蛍光管を収納する上方が開放したハウジングと、このハウジングの開放した開口部を覆う拡散板と、から構成されている。
そして、上記拡散板は、その下面に、長手方向に延びる補強用の複数本のリブを備えている。
【0003】
このような構成のバック照明装置によれば、各蛍光管から出射した光が、直接にまたはハウジングの内面で反射されて拡散板に入射し、拡散板により拡散された上方に向かって出射するようになっている。
【特許文献1】特開2003−215585号公報
【0004】
近年の液晶表示パネルや液晶テレビジョン等の液晶表示装置は大型化が顕著であり、それに伴ってバック照明装置も大型化する。しかしながら、特許文献1のようなバック照明装置をそのまま大型化した場合には、ハウジングの開放した開口部を覆う拡散板も大型化するため、拡散板がたわみ均一なバック照明装置を得ることが難しく、また、光源の蛍光管と前記拡散板とが当接する事態も想定される。
そこで、本発明者は、支持部材を用いることにより上記した問題点を解決したバック照明装置を創作した。このようなバック照明装置は、例えば図5に示すように構成されている。
即ち、図5において、バック照明装置1は、複数本の線状光源2と、これらの線状光源2の下方に沿って配置されたリフレクタ3と、これらの線状光源2の上方に配置された拡散レンズ4と、から構成されている。
【0005】
上記線状光源2は、例えばCCFL等が使用されており、それぞれ水平に、そして互いに平行に配置されている。
【0006】
上記リフレクタ3は、各線状光源2に対応して、各線状光源をそれぞれ包囲するように上方に向かって凹状の内面を有するように形成されている。
そして、上記リフレクタ3は、その各凹状の内面が反射面3aとして形成されている。
この反射面3aは、非光沢仕上げされており、入射光が拡散反射されるようになっている。
【0007】
上記拡散レンズ4は、上記線状光源2からの直接光またはリフレクタ3の反射面3aで反射された光を、上記線状光源2の長手方向と直角の方向に関して拡散するように形成されている。
【0008】
このような構成のバック照明装置1によれば、各線状光源2が駆動されると、これらの線状光源2が発光する。
これにより、各線状光源2から出射した光は、直接に、あるいはリフレクタ3の対応する反射面3aで反射された後、拡散レンズ4に入射し、拡散レンズ4により長手方向に直角な方向に関して拡散され、上方に向かって照射されるようになっている。
【0009】
その際、リフレクタ3の内面が非光沢の反射面3aとして構成されていることにより、リフレクタ3に入射した光は、この反射面3aにより拡散反射されることになる。
このため、拡散レンズ4を通って上方に出射する光は、例えば光軸方向に関しても光軸に横向きの方向に関しても、図6に示すような輝度分布を有することになり、その輝度ムラは約1%以内に保持される。
【0010】
これにより、このような輝度ムラは、実質的に目視にて認識できない程度になっている。
従って、上記拡散レンズ4の上方に液晶表示パネル(図示せず)が載置されたとき、この液晶表示パネルが全面に亘ってほぼ均一にバック照明されることになる。
【0011】
ところで、上述したバック照明装置1においては、線状光源2そして拡散レンズ4は、リフレクタ3の上方にて空中に配置されることになる。
このため、上記リフレクタ3の上には、上記リフレクタ3の凹状の反射面3aの境界部分3bに跨るように配置された支持部材5が備えられている。
【0012】
この支持部材5は、一般的には、乳白色の樹脂から構成されており、上記境界部分3bから上方に延びて拡散レンズ4を下方から支持するレンズ保持部5aと、この境界部分3bから両側にて反射面3aに沿って各反射面3aの最下部まで延び、さらに上方に向かって延びて線状光源2を支持する光源保持部5bと、を含んでいる。
【0013】
従って、上記線状光源2が上述した光源保持部5bにより裏側から支持されることになるため、反射面3aが非光沢であることと相まって、上記光源保持部5bそして支持部材5全体が、拡散レンズ4の表側からは見えにくくなっていると共に、均一なバック照明が損なわれないようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
ところが、上述したバック照明装置1においては、リフレクタ3の反射面3aが非光沢の反射面として構成されていることから、反射面3aにおける反射率が比較的低くなってしまう。このため、拡散レンズ4から上方に向かって照射される光の取出し効率が低くなってしまい、バック照明が比較的暗くなってしまう。
【0015】
これに対して、図7に示すように、光沢処理した反射面3cを使用することによって、反射面3cにおける反射率を高めることにより、光の取出し効率を高くすることが可能である。
しかしながら、反射面3cを光沢処理すると、拡散レンズ4に対して、上述した支持部材5のレンズ保持部5aが影となることから、光軸に横向きの方向に関して、図8に示すように、輝度ムラが1%以上に増大して、輝度ムラが視認可能となってしまうおそれがある。
【0016】
これに対して、特許文献1によるバック照明装置6においては、拡散板がリブにより補強されているので、拡散板を支持する支柱が不要である。従って、支柱の影による輝度ムラは発生しない。
しかしながら、拡散板に長手方向に延びる複数本のリブが形成されていることから、このリブの領域にて入射光が屈折してしまい、筋状の輝度ムラが生じてしまう。
【0017】
このような支持部材の影やリブによる輝度ムラの発生は、上述したバック照明装置に限らず、面光源装置にも起こり得る問題である。
【0018】
本発明は、以上の点から、反射面からの光によって支持部材の影が生ずるようなことのない、面光源装置及びその支持構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0019】
上記目的は、本発明の第一の構成、即ち第一の態様によれば、複数本の互いにほぼ平行に延びる線状光源と、この線状光源の下方に配置され、各線状光源を包囲するように断面が凹状の光沢処理された反射面を備えるリフレクタと、これらの線状光源の上方に配置された平板状の拡散レンズと、下方から上記拡散レンズの下面まで延びていて、拡散レンズを支持する支持部材と、を含んでいる、面光源装置において、上記支持部材が、光透過率85%以上の樹脂材料から成形されていることを特徴とする、面光源装置により、達成される。
【0020】
この第一の態様では、各線状光源から出射して、直接にまたはリフレクタの対応する反射面で反射された光が、拡散レンズに入射する前に、上記支持部材に当たったとき、当該支持部材を光が透過して、拡散レンズに達する。このため、各反射面が光沢処理されていたとしても、支持部材が線状光源からの光によって影を生ずることがない。
従って、拡散レンズには、その全面に亘ってほぼ均等に線状光源からの光が入射し、さらにこの拡散レンズの拡散作用によって拡散することになる。
【0021】
これにより、上記拡散レンズは、支持部材によって確実に支持され得ると共に、この支持部材が影を生ずることがないので、拡散レンズの全面に亘って輝度ムラの発生が抑制され、均一な輝度の面光源が得られることになる。
従って、本発明による面光源装置を、例えば液晶表示パネル等の透過型表示装置のバック照明のために使用する場合に、輝度ムラのない均一なバック照明が得られることになる。
また、前記第一の態様による面光源装置において、上記支持部材が、ポリカーボネイト樹脂から成形されている態様では、ポリカーボネイト樹脂が85%以上の光透過率を有していることから、輝度ムラのない均一な面光源が得られることになる。
【0022】
本発明の第二の態様による面光源装置は、前記第一態様による面光源装置において、上記支持部材が、上記リフレクタの互いに隣接する二つの反射面の間の領域から拡散レンズの下面まで延びていることを特徴とする。
この第二の態様では、拡散レンズが、リフレクタの各反射面の間の領域で、支持部材によって確実に支持され得ることになる。
【0023】
本発明の第三の態様による面光源装置は、前記第二の態様による面光源装置において、上記支持部材が、両側の反射面に沿って、その最下部まで延びており、その最下部から上方に立ち上がって上記線状光源を支持する光源保持部を備えていることを特徴とする。
この第三の態様では、支持部材が、線状光源を支持する光源保持部を備えていることにより、面光源装置全体の部品点数が削減されるので、部品コスト及び組立コストが低減され得ることになる。
【0024】
また、前記第一態様による面光源装置において、上記支持部材が、各線状光源に対応する反射面の最下部から拡散レンズの下面まで延びている態様では、拡散レンズが、リフレクタの各反射面の最下部に対してそれぞれ支持部材を介して確実に固定保持され得ることになる。
前記何れかの態様による面光源装置において、上記支持部材が、その中間高さの部分、特に反射面の焦点位置にて、対応する線状光源を支持する態様では、支持部材が、その中間高さの部分で、線状光源を支持することにより、面光源装置全体の部品点数が削減されるので、部品コスト及び組立コストが低減され得ることになる。
【0025】
また、上記目的は、本発明の第二の構成、即ち第五の態様によれば、複数本の互いにほぼ平行に延びる線状光源と、この線状光源の下方に配置され、各線状光源を包囲するように断面が凹状の光沢処理された反射面を備えるリフレクタと、これらの線状光源の上方に配置された平板状の拡散レンズと、を含む面光源装置にて、上記拡散レンズが、下方から上記拡散レンズの下面まで延びている支持部材により支持されている、面光源装置における支持構造において、上記支持部材が、光透過率85%以上の樹脂材料から成形されていることを特徴とする、面光源装置の支持部材の支持構造により達成される。
【0026】
この第五の態様では、支持部材を面光源装置に組み込んだ状態にて、各線状光源から出射して、直接にまたはリフレクタの対応する反射面で反射された光が、拡散レンズに入射する前に、上記支持部材に当たったとき、当該支持部材を光が透過して、拡散レンズに達する。このため、支持部材が線状光源からの光によって影を生ずることがない。
従って、リフレクタの各反射面が光沢処理されていたとしても、拡散レンズには、その全面に亘ってほぼ均等に線状光源からの光が入射し、さらにこの拡散レンズの拡散作用によって拡散することになる。
【0027】
これにより、上記支持部材によって拡散レンズが確実に支持され得ると共に、この支持部材が影を生ずることがないので、拡散レンズの全面に亘って輝度ムラの発生が抑制され、均一な輝度の面光源が得られることになる。
また、前記第五の態様による面光源装置の支持構造において、上記支持部材が、ポリカーボネイト樹脂から成形されている態様では、ポリカーボネイト樹脂が85%以上の光透過率を有していることから、輝度ムラのない均一な面光源が得られることになる。
【0028】
本発明の第六の態様による面光源装置の支持構造は、前記第五の態様による面光源装置の支持構造において、上記支持部材が、上記リフレクタの互いに隣接する二つの反射面の間の領域から拡散レンズの下面まで延びていることを特徴とする。
この第六の態様では、支持部材が、リフレクタの各反射面の間の領域で、拡散レンズを確実に支持することになる。
【0029】
本発明の第七の態様による面光源装置の支持構造は、前記第五の態様による面光源装置の支持構造において、上記支持部材が、両側の反射面に沿って、その最下部まで延びており、その最下部から上方に立ち上がって、反射面の焦点にて上記線状光源を支持する光源保持部を備えていることを特徴とする
この第七の態様では、支持部材が、線状光源を支持する光源保持部を備えていることにより、面光源装置全体の部品点数が削減されるので、部品コスト及び組立コストが低減され得ることになる。
【発明の効果】
【0030】
以上のように、本発明によれば、拡散レンズを支持する支持部材が透過率85%以上の透明樹脂材料により構成されているので、各光源またはリフレクタの各反射面からの光が、拡散レンズに入射する前に、上記支持部材に当たったとき、この光は、支持部材を透過して拡散レンズに入射することになる。
従って、リフレクタの各反射面が光沢処理されていたとしても、支持部材の影が拡散レンズ上に形成されることがなく、輝度ムラの発生が抑制され、均一な輝度の面光源が得られることになる。
【0031】
従って、本発明によれば、反射面からの光によって支持部材の影が生ずるようなことのない、面光源装置及びその支持構造が提供され得ることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0032】
以下、この発明の好適な実施形態を図1から図4を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【0033】
[実施例1]
図1及び図2は、本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示している。
図1及び図2において、面光源装置10は、複数本(図示の場合、10本)の線状光源11と、これらの線状光源11の下方に沿って配置されたリフレクタ12と、これらの線状光源11の上方に配置された拡散レンズ13と、拡散レンズ13を支持するための支持部材14と、から構成されている。
【0034】
上記線状光源11は、例えばCCFL等が使用されており、それぞれ水平に、そして互いに平行に配置されている。
【0035】
上記リフレクタ12は、各線状光源11に対応して、各線状光源11をそれぞれ包囲するように上方に向かって凹状の内面を有するように形成されている。
そして、上記リフレクタ12は、その各凹状の内面が反射面12aとして形成されている。
この反射面12aは、光沢処理が施されることにより、その反射率が高められている。
好ましくは、各反射面12aは、その焦点が対応する線状光源11付近に位置するような放物系反射面として構成されており、当該線状光源11からの光を上方に向かってほぼ平行光として反射させるようになっている。
【0036】
上記拡散レンズ13は、上記線状光源11からの直接光またはリフレクタ12の各反射面12aで反射された光を、上記線状光源11の長手方向と直角の方向に関して拡散するように形成されている。
尚、上記拡散レンズ13は、下方から入射する光を、上記線状光源11の長手方向にも拡散するように形成されていてもよい。
【0037】
上記支持部材14は、上記リフレクタ12の凹状の反射面12aの境界部分12bに跨るように配置されている。
そして、上記支持部材14は、上記境界部分12bから上方に延びて拡散レンズ13を下方から支持するレンズ保持部14aと、この境界部分12bから両側にて反射面12aに沿って各反射面12aの最下部まで延び、さらに上方に向かって延びて線状光源11を支持する光源保持部14bと、を含んでいる。
【0038】
以上の構成は、図7に示した従来の面光源装置1と同じ構成であるが、本発明実施形態による面光源装置10においては、以下の点で異なる構成になっている。
即ち、上記支持部材14は、線状光源11からの光に対して、例えば85%以上の比較的高い透過率を有する透光性材料、例えばポリカーボネイト樹脂から構成されている。
【0039】
本発明実施形態による面光源装置10は、以上のように構成されており、各線状光源11が外部から給電され、駆動されると、これらの線状光源11が発光する。
これにより、各線状光源11から出射した光は、直接に、あるいはリフレクタ12の対応する反射面12aで反射された後、拡散レンズ13に入射し、拡散レンズ13により長手方向に直角な方向に関して拡散され、上方に向かって照射されるようになっている。
【0040】
ここで、リフレクタ12の内面が光沢処理された反射面12aとして構成されていることにより、リフレクタ12に入射した光は、この反射面12aにより平行光として上方に向かって反射されることになる。
その際、線状光源11からの直接光または反射面12aで反射された反射光が、支持部材14のレンズ保持部14aに入射すると、上述したように支持部材14が透過率の比較的高い透光性材料から構成されているので、上記レンズ保持部14a内で吸収されたり、拡散されてしまうことなく、透過することになる。
【0041】
従って、拡散レンズ13に対する入射光に関して、上記支持部材14のレンズ保持部14aの影が形成されるようなことはない。これにより、拡散レンズ13への入射光に関して輝度ムラが殆どない。
尚、支持部材14が85%未満の透過率の透光性材料から構成されている場合には、支持部材14を光が通過する際の透過損失により、輝度が低くなるため、輝度ムラが視認され得る程度まで輝度が低くなって、輝度ムラが目視にて視認されることになってしまう。
【0042】
このようにして、拡散レンズ13を通って上方に出射する光は、例えば光軸に対して横向きの方向に関して図3に示すような輝度分布を有することになり、その輝度ムラは約1%以内に保持される。これにより、輝度ムラが実質的に目視にて視認できない程度となり、人質的に均一な面光源が得られることになる。
従って、上記拡散レンズ13の上方に液晶表示パネル(図示せず)が載置されたとき、この液晶表示パネルが全面に亘ってほぼ均一にバック照明されることになる。
【0043】
[実施例2]
図4は、本発明による面光源装置の第二の実施形態の構成を示している。
図4において、面光源装置20は、図2に示した面光源装置10とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置20は、面光源装置10における支持部材14の代わりに、支持部材21を備えている点で異なる構成である。
【0044】
上記支持部材21は、リフレクタ12の各反射面12aの最下部から上方に向かって拡散レンズ13の下面まで延びており、上記拡散レンズ13の下面に当接することにより、この拡散レンズ13を下方から支持している。
ここで、上記支持部材21は、対応する反射面12aの最下部を貫通しており、反射面12aから下方に延びるフランジ部12cに対してナット22により固定保持されている。
【0045】
さらに、上記支持部材21は、その中間高さ位置に、光源保持部21aを備えており、この光源保持部21aにより、線状光源11を適宜の位置、例えば放物系反射面12aの焦点位置付近に保持するようになっている。
この場合も、上記支持部材21は、線状光源11からの光に対して、例えば85%以上の比較的高い透過率を有する透光性材料から構成されている。
【0046】
このような構成の面光源装置20によれば、図1及び図2に示した面光源装置10と同様に作用すると共に、各支持部材21が、対応する反射面12a内にて、その焦点位置を通って上方に向かってほぼ垂直に延びるように配置されているので、入射光に対する屈折の影響がより少なく、拡散レンズ13への入射光の輝度ムラがより一層低減され得ることになる。
【産業上の利用可能性】
【0047】
上述した実施形態においては、線状光源11として例えばCCFLを使用した場合について説明したが、これに限らず、他の種類の線状光源11を使用してもよいことは明らかである。
また、上述した実施形態においては、支持部材15,21は、透光性材料としてポリカーボネイト樹脂から構成されているが、これに限らず、透過率が85%以上であれば、他の種類の透光性材料を使用することも可能である。
【0048】
このようにして、本発明によれば、反射面からの光によって支持部材の影が生ずるようなことのない、極めて優れた面光源装置及びその支持構造を提供することができる。
そして、本発明による面光源装置は、液晶ディスプレイのバックランプユニット等の各種表示装置のバック照明装置としても利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を斜め下方から見た概略斜視図である。
【図2】図1の面光源装置の要部の構成を示す部分拡大断面図である。
【図3】図1の面光源装置における輝度分布を示すグラフである。
【図4】本発明による面光源装置の第二の実施形態の要部の構成を示す部分拡大断面図である。
【図5】従来のバック照明装置の一例の構成を示す概略断面図である。
【図6】図5に示したバック照明装置における輝度分布を示すグラフである。
【図7】図5に示したバック照明装置の変形例を示す概略断面図である。
【図8】図7に示したバック照明装置における輝度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【0050】
10,20 面光源装置
11 線状光源
12 リフレクタ
12a 反射面
12b 境界部分
13 拡散レンズ
14 支持部材
14a レンズ保持部
14b 光源保持部
21 支持部材
21a 光源保持部
22 ナット





 

 


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