JP2005071798A - Lighting system, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は照明装置、電気光学装置及び電子機器に係り、特に、光源と、該光源から放出された光を端面にて導入して表面から出射する導光部材とを有する照明装置の光学的構成に関する。 The present invention relates to an illuminating device, an electro-optical device, and an electronic apparatus, and in particular, an optical configuration of an illuminating device including a light source and a light guide member that introduces light emitted from the light source at an end surface and emits the light from the surface. About.
従来から、複数の発光ダイオード(以下、単に「LED」と略称する。)を導光板の端面に沿って配置し、これらのLEDから放出された光を導光板に入射させ、導光板の表面から出射させるように構成されたサイドライト型の照明装置が考案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。このような照明装置は、液晶表示装置のバックライトとして用いられている。 Conventionally, a plurality of light emitting diodes (hereinafter simply referred to as “LEDs”) are arranged along the end face of the light guide plate, and light emitted from these LEDs is incident on the light guide plate, and from the surface of the light guide plate. Sidelight type illumination devices configured to emit light have been devised (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Such an illuminating device is used as a backlight of a liquid crystal display device.
図13には、上記の構造を有する照明装置400の概略平面図を示す。この照明装置400は、一般に、複数のチップ状のLED411、412、413、414を含む光源部410と、光透過性を有する平面視矩形の導光板420とを有する。光源部410では、複数のLED411〜414が回路基板415上に実装されている。これらのLED411〜414は導光板420の一つの端面421に沿ってほぼ均等に分散配置され、各LED411〜414の光軸411a〜414aは、全て上記端面421とほぼ直交する方向に向くように設定される。
In FIG. 13, the schematic plan view of the
LED411〜414は上記光軸411a〜414aを中心とする扇状の光放射範囲をそれぞれ有し、これらの光放射範囲は通常100〜120度程度の広がりを有している。複数のLED411〜414から放出された光は、上記端面421から導光板420の内部に導入され、導光板420の内部を伝播しながら、導光板420の底面などに形成される図示しない凹凸表面、印刷層、反射層などで構成される光拡散手段により徐々に表面422と直交する方向に偏向され表面422から出射される。この光拡散手段は、基本的にLED411〜414から放出された光を表面422のほぼ全面にわたって均一に出射するように、すなわち、表面422における出射光量の面内均一性が得られるように、LED411〜414から導光板420内に導入される光の分布に対応した分布密度で形成されている。
ところが、上記の照明装置400においては、各LED411〜414の光放射範囲がそれぞれ限定されていて、しかも、各LED411〜414が導光板420の端面421に沿って分散配置されているために、導光板420の端面421に近い表面部分において明部Lと暗部DがLED411〜414の配列態様と同様に交互に生ずるという問題点がある。このため、例えば、照明装置400を用いて図示しない液晶表示装置を照明する場合、輝度ムラの大きな端面421の近傍を避ける必要から、液晶表示装置の有効表示領域に対応する有効照明領域Aを端面421から距離Gだけ離間させて設定する必要があった。この距離Gは、液晶表示装置の有効照明領域Aの端面421側の領域の輝度ムラが許容値よりも低くなるように設定される。しかしながら、端面421の幅方向の輝度ムラを完全に解消することは困難であり、輝度ムラを低減しようとすると上記距離Gを大きく設定する必要があるため、照明装置が搭載される電子機器などの小型化に対する障害となっている。特に、近年は液晶表示体などの表示装置のカラー化や高精細化に起因して輝度ムラが目立ちやすくなってきていることから、照明装置の輝度ムラの許容レベルも低下しつつあるため、歩留まりの維持が難しくなってきている。
However, in the
この場合、上記特許文献2に記載されているように、導光板420の光入射面である端面421の各LEDと対向する部分に凹曲面で構成されるレンズを設けることにより、このレンズの光屈折効果によってLEDから放出される光束の広がりを調整し、導光板420の内部伝播光の分布を最適化することができる。しかしながら、この方法では、凹曲面の曲率によってレンズの光屈折効果の度合を調整できるに過ぎないので、曲率半径を小さくして上記光束を広げると導光板420の端面421の近傍では輝度ムラが低減されるが、端面421とは反対側の遠方において輝度が低下するので、内部伝播光の伝播方向の輝度の均一性を確保することが難しくなり、逆に凹曲面の曲率半径を大きくして上記光束の広がりを小さくすると、遠方における輝度の低下は抑制されるものの、端面421の近傍において輝度ムラが大きくなるというジレンマがある。
In this case, as described in Patent Document 2 described above, by providing a lens composed of a concave curved surface at a portion of the
ここで、各LED411〜414の間隔を狭めることによって上記距離Gを小さくすることも考えられるが、この場合には、導光板全体に支障なく光を導入するためにはLEDの数を増大させる必要があり、これにより部品コストや組立コストの増加により製造コストが増大するという問題点が考えられる。
Here, it is conceivable to reduce the distance G by narrowing the distance between the
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、光源から放出される光を偏向させることにより導光部材内の内部伝播光の光量分布を変更し、これによって輝度分布の均一性を改善することの可能な照明装置の新規構成を提供することにある。 Therefore, the present invention solves the above-described problems, and the problem is that the light quantity distribution of the internally propagated light in the light guide member is changed by deflecting the light emitted from the light source, thereby making the luminance distribution uniform. It is an object of the present invention to provide a new configuration of a lighting device capable of improving the performance.
上記課題を解決するために本発明の照明装置は、光源と、該光源から放出された光を端面にて導入して表面から出射する導光部材とを有する照明装置において、前記導光部材の内側であって前記光源の光軸方向の正面領域に、前記導光部材の内部伝播光の少なくとも一部をその伝播方向に対して側方へ反射可能な反射面が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an illumination device according to the present invention includes a light source and a light guide member that introduces light emitted from the light source at an end surface and emits the light from the surface. A reflection surface capable of reflecting at least a part of the internally propagated light of the light guide member laterally with respect to the propagation direction is provided in a front region in the optical axis direction of the light source. And
この発明によれば、光源から放出された光は端面から導光部材の内部に入射され内部伝播光となって伝播するが、この内部伝播光のうち、光源の光軸方向の正面に向かう光の少なくとも一部は反射面によってその伝播方向に対して側方へ反射される。このように、上記反射面によって伝播方向に対して側方へ反射されることによって、光源の光軸方向における内部伝播光の光量を低減できるとともに、導光部材の幅方向(光源の光軸に直交し、かつ、導光部材の表面に平行な方向)に光量分布を緩和することができるため、反射面の位置や反射角度などを適宜に調整すれば、光源の光放出部の形状や光源の配置などによって制約を課せられていた内部伝播光の光量分布を均一化し、導光部材から出射される照明光の輝度の均一性を向上させることができる。 According to the present invention, the light emitted from the light source is incident on the inside of the light guide member from the end face and propagates as internally propagated light. Of this internally propagated light, the light traveling toward the front in the optical axis direction of the light source. At least a part of is reflected to the side with respect to the propagation direction by the reflecting surface. As described above, the amount of the internally propagated light in the optical axis direction of the light source can be reduced by being reflected laterally by the reflection surface with respect to the propagation direction, and the width direction of the light guide member (on the optical axis of the light source). Since the light quantity distribution can be relaxed in a direction orthogonal to the direction parallel to the surface of the light guide member, the shape of the light emitting part of the light source and the light source can be adjusted by appropriately adjusting the position of the reflecting surface and the reflection angle. It is possible to make the light quantity distribution of the internally propagating light, which has been restricted by the arrangement of the light source, uniform, and improve the uniformity of the luminance of the illumination light emitted from the light guide member.
特に、従来のレンズの光屈折効果を用いた方法では、光の偏向角度を大きくとることができないとともに、導光板への光入射時に偏向作用を及ぼすに過ぎないので、光源の光軸方向の正面領域において内部伝播光の光強度が過大で、当該正面から側方へ外れた領域において光強度が不足するといった状況を本質的に解消することは困難であり、また、導光部材の幅方向の光量分布を大幅に変更することは不可能である。これに対して、本発明によれば、光源の光軸方向の正面領域に反射面を設けることによって、正面領域を伝播する内部伝播光を大きな角度で側方へ大きく偏向させることが可能であるため、導光部材の幅方向の光量分布を大幅に変更できる。 In particular, the conventional method using the photorefractive effect of the lens cannot take a large deflection angle of light and only has a deflection action when light enters the light guide plate. It is difficult to essentially eliminate the situation where the light intensity of the internally propagated light is excessive in the region and the light intensity is insufficient in the region deviated from the front to the side. It is impossible to change the light quantity distribution significantly. On the other hand, according to the present invention, by providing a reflective surface in the front area in the optical axis direction of the light source, it is possible to largely deflect the internally propagated light propagating through the front area to a side at a large angle. For this reason, the light amount distribution in the width direction of the light guide member can be significantly changed.
ここで、側方とは、光の入射方向に対して、光出射面である表面と平行な面上の左右いずれかの方向を言うものとし、伝播方向に対して側方へ反射するとは、光出射面である表面と平行な方向に反射する場合と、当該表面に対して傾斜した方向に反射する場合とを含むが、当該表面と直交する方向に反射する場合は含まない。また、反射面は、金属などの光反射性材料の表面で構成されるものであってもよく、或いは、以下に記載するように内部伝播光を全反射可能に構成された導光部材の内表面であってもよい。 Here, the side refers to either the left or right direction on the plane parallel to the surface that is the light exit surface with respect to the incident direction of light, and is reflected laterally with respect to the propagation direction. Including the case of reflecting in a direction parallel to the surface that is the light exit surface and the case of reflecting in a direction inclined with respect to the surface, the case of reflecting in a direction orthogonal to the surface is not included. In addition, the reflecting surface may be formed of a surface of a light reflecting material such as metal, or, as described below, the light guide member configured to be capable of totally reflecting internal propagation light. It may be the surface.
本発明において、前記反射面は、前記導光部材において前記内部伝播光の一部を全反射可能に構成された内表面であることが好ましい。これによれば、周囲の媒質(例えば空気)よりも光屈折率の高い素材で導光部材が構成されていれば、この導光部材に内部伝播光に対して全反射可能な面方位を有する内表面を形成するだけでよいため、光反射性材料を用いる必要がなくなり、容易に形成できる。この内表面は、例えば、光源の光軸方向に対して側方へ傾斜した平面、或いは、光軸方向に対して側方へ傾斜した部分を有する曲面で構成できる。ここで、上記の内表面は、後述する孔や凹部を形成する他に、導光部材の内部に閉鎖空間(空洞)を設けたり、或いは、導光部材よりも小さな光屈折率を有する別素材で構成された埋設物を配置したりすることによっても構成できる。 In the present invention, it is preferable that the reflecting surface is an inner surface configured to be able to totally reflect a part of the internal propagation light in the light guide member. According to this, if the light guide member is made of a material having a higher refractive index than that of the surrounding medium (for example, air), the light guide member has a surface orientation that allows total reflection with respect to the internal propagation light. Since it is only necessary to form the inner surface, it is not necessary to use a light reflective material, and it can be easily formed. This inner surface can be constituted by, for example, a flat surface inclined laterally with respect to the optical axis direction of the light source, or a curved surface having a portion inclined laterally with respect to the optical axis direction. Here, in addition to forming holes and recesses to be described later, the inner surface is provided with a closed space (cavity) inside the light guide member, or another material having a light refractive index smaller than that of the light guide member. It can also be configured by arranging an embedded object composed of
本発明において、前記反射面は、前記導光部材に形成された孔の内面に構成されていることが好ましい。導光部材に設けた孔の内面の少なくとも一部に上記反射面を構成する場合には、型成形や切削加工などにより比較的容易に設けることができる。ここで、上記の孔は、導光部材の表面から裏面まで貫通する貫通孔であることが好ましい。この場合には、導光部材が板状体であるときには孔の深さが小さくてよいためさらに容易に形成できるとともに、孔の断面形状によって反射面の面方位も容易に設定できる。ここで、孔の内面上に光反射性材料を配置する(例えば、孔に光反射性材料を充填する)ことによって反射面を構成することもでき、或いは、孔の内面の少なくとも一部を上記の全反射可能な内表面そのものとすることも可能である。 In this invention, it is preferable that the said reflective surface is comprised by the inner surface of the hole formed in the said light guide member. When the reflective surface is formed on at least a part of the inner surface of the hole provided in the light guide member, it can be provided relatively easily by molding or cutting. Here, the hole is preferably a through-hole penetrating from the front surface to the back surface of the light guide member. In this case, when the light guide member is a plate-like body, the depth of the hole may be small, so that it can be formed more easily, and the plane orientation of the reflecting surface can be easily set by the sectional shape of the hole. Here, the reflective surface can be configured by arranging a light reflective material on the inner surface of the hole (for example, filling the hole with the light reflective material), or at least a part of the inner surface of the hole may be formed as described above. It is also possible to make the inner surface itself capable of total reflection.
本発明において、前記反射面は、前記導光部材に形成された凹部の内面に構成されていることが好ましい。導光部材に形成された凹部の内面の少なくとも一部に上記反射面を構成する場合には、その凹部の深さによって反射面の面積を調整することができるとともに、凹部が達していない領域については反射面の作用を生じさせないように構成できる。したがって、反射面の反射による内部伝播光の光量を凹部の深さを変えることによって調整することが可能になる。ここで、凹部の内面上に光反射性材料を配置する(例えば、孔に光反射性材料を充填する)ことによって反射面を構成することもでき、或いは、凹部の内面の少なくとも一部を上記の全反射可能な内表面そのものとすることも可能である。 In this invention, it is preferable that the said reflective surface is comprised by the inner surface of the recessed part formed in the said light guide member. When the reflective surface is configured on at least a part of the inner surface of the recess formed in the light guide member, the area of the reflective surface can be adjusted by the depth of the recess, and the region where the recess has not reached Can be configured so as not to cause the action of the reflecting surface. Therefore, it becomes possible to adjust the light quantity of the internally propagated light due to the reflection of the reflecting surface by changing the depth of the recess. Here, the reflective surface can also be configured by disposing a light reflective material on the inner surface of the concave portion (for example, filling the hole with the light reflective material), or at least a part of the inner surface of the concave portion is formed as described above. It is also possible to make the inner surface itself capable of total reflection.
本発明において、前記光源の光軸方向の正面領域から側方へ外れた位置に配置された、前記反射面に対向する対向反射面を有することが好ましい。これによれば、光源から放出された光は導光部材の端面に入射して内部伝播光となるが、この内部伝播光のうち光源の光軸方向近傍に伝播する光は光軸方向の正面に配置された反射面にて側方へ反射され、その後、反射面に対向する対向反射面によって再度反射されるので、光源の光軸方向の正面領域から外れた位置において、上記対向反射面で反射された光をさらに光源から離れる方向に伝播させることができる。すなわち、光源の光軸方向の正面領域に向けて伝播する内部伝播光のうちの一部を、光軸方向の正面領域から外れた位置に移動させて伝播させることができるため、光源の光軸方向の正面領域に集中する態様の内部伝播光の光量分布を緩和することが可能であり、全体として導光部材の輝度ムラを低減することが可能になる。ここで、上記対向反射面は、上記反射面と同様に、孔若しくは凹部の内面に構成することができる。 In this invention, it is preferable to have the opposing reflective surface which is arrange | positioned in the position which left | separated from the front area | region of the optical axis direction of the said light source to the side. According to this, the light emitted from the light source is incident on the end face of the light guide member and becomes internally propagated light. Of this internally propagated light, the light propagating in the vicinity of the optical axis direction of the light source is the front in the optical axis direction. Is reflected to the side by the reflecting surface disposed at the side, and then reflected again by the opposing reflecting surface facing the reflecting surface, so that at the position away from the front region in the optical axis direction of the light source, The reflected light can be further propagated away from the light source. That is, a part of the internally propagating light propagating toward the front region in the optical axis direction of the light source can be moved and propagated to a position away from the front region in the optical axis direction. It is possible to alleviate the light quantity distribution of the internally propagated light that is concentrated in the front area in the direction, and it is possible to reduce the unevenness of the brightness of the light guide member as a whole. Here, the said opposing reflective surface can be comprised in the inner surface of a hole or a recessed part similarly to the said reflective surface.
本発明において、前記反射面と前記対向反射面は相互に略平行に構成されていることが好ましい。反射面と対向反射面とが略平行に構成されていることにより、伝播方向をほとんど変えずに内部伝播光を正面領域から外れた位置に移動させることができる。したがって、光源の光軸方向に伝播する内部伝播光は、反射面及び対向反射面により側方へ移動した後においてもほぼ光軸方向に伝播することとなるため、導光部材の光の利用効率を低下させることがなくなり、より明るい照明装置を提供できる。 In this invention, it is preferable that the said reflective surface and the said opposing reflective surface are comprised substantially mutually parallel. Since the reflecting surface and the opposing reflecting surface are configured to be substantially parallel to each other, the internal propagation light can be moved to a position deviating from the front region without changing the propagation direction. Therefore, the internally propagated light propagating in the optical axis direction of the light source propagates almost in the optical axis direction even after moving to the side by the reflecting surface and the opposing reflecting surface. Therefore, a brighter lighting device can be provided.
本発明において、二組の前記反射面及び前記対向反射面が前記光軸の両側に略対称に設けられていることが好ましい。これによれば、光源の光軸方向の正面に伝播していく内部伝播光が光軸の両側の一対の反射面によってそれぞれ両側方へ反射され、さらに、これらの反射面にそれぞれ対向する一対の対向反射面によって再び反射されるため、内部伝播光を光源の正面領域から外れた両側にそれぞれ移動させることができる。したがって、導光部材の幅方向の輝度分布をさらに均一化することができる。 In the present invention, it is preferable that two sets of the reflecting surface and the opposing reflecting surface are provided substantially symmetrically on both sides of the optical axis. According to this, the internally propagating light propagating to the front surface in the optical axis direction of the light source is reflected to both sides by the pair of reflecting surfaces on both sides of the optical axis, and further, a pair of facing surfaces facing each other. Since it is reflected again by the opposing reflecting surface, the internally propagated light can be moved to both sides away from the front area of the light source. Therefore, the luminance distribution in the width direction of the light guide member can be made more uniform.
本発明において、前記反射面及び前記対向反射面は、前記内部伝播光の伝播方向を所定方向に集束させて前記伝播方向のばらつきを低減させる機能を有することが好ましい。反射面及び対向反射面によって内部伝播光の伝播方向のばらつきが低減されるため、導光部材における光の利用効率(導光部材の内部伝播光のうち照明光となる光成分の割合)を高めることができる。ここで、内部伝播光の伝播方向のばらつきを低減させる機能は、例えば、光源が点状光源であり、導光部材の内部においても内部伝播光の伝播方向に広がりがある場合には、上記反射面及び対向反射面のいずれか一方を凹曲面状とするなどの方法で、反射面と対向反射面で構成される光学系の光学特性を、内部伝播光の光束の広がりを平行光束に変換するものとすればよい。 In the present invention, it is preferable that the reflection surface and the counter reflection surface have a function of reducing a variation in the propagation direction by converging the propagation direction of the internal propagation light in a predetermined direction. The variation in the propagation direction of the internal propagation light is reduced by the reflection surface and the counter reflection surface, so that the light use efficiency in the light guide member (the ratio of the light component that becomes the illumination light in the internal propagation light of the light guide member) is increased. be able to. Here, the function of reducing the variation in the propagation direction of the internally propagated light is, for example, when the light source is a point light source and the propagation direction of the internally propagated light is widened even inside the light guide member, the above reflection The optical characteristics of the optical system composed of the reflective surface and the counter-reflecting surface are converted into a parallel beam by converting the optical characteristics of the optical system composed of the reflective surface and the counter-reflecting surface by a method such as making one of the surface and the counter-reflecting surface concave. It should be.
本発明において、前記導光部材の裏面には、前記所定方向に正対し、前記内部伝播光を前記表面側に偏向させる傾斜光学面が設けられていることが好ましい。これによれば、導光部材の内部を伝播する内部伝播光は傾斜光学面によって表面側に偏向されるが、傾斜光学面は所定方向に正対する(すなわち、傾斜光学面の法線を導光部材の表面に投影してなる投影線が所定方向と平行となる)ように設けられているため、上記のように所定方向に集束された内部伝播光を効率的に有効な照明光に変換して出射させることができる。すなわち、内部伝播光の伝播方向と、傾斜光学面の向きとが相互に異なった方位を向いている場合には、その内部伝播光は傾斜光学面によって導光部材の表面側に偏向されるとき、内部伝播光の入射方向との間に大きな角度を有する方向に斜めに偏向されるため、導光部材の表面からの出射角が大きくなり、有効な照明光になりにくい場合があるのに対し、傾斜光学面が内部伝播光の伝播方向と正対しているときには、その内部伝播光は傾斜光学面の傾斜角によって期待される本来の方向、例えば、導光部材の表面の法線方向に近い方向に偏向され、出射角が小さくなるので、有効な照明光となる。したがって、上述のように内部伝播光の伝播方向が所定方向に集束されている場合には、内部伝播光を効率的に照明光として出射させることが可能になる。 In this invention, it is preferable that the back surface of the said light guide member is provided with the inclination optical surface which faces the said predetermined direction, and deflects the said internal propagation light to the said surface side. According to this, the internally propagating light propagating through the inside of the light guide member is deflected to the surface side by the inclined optical surface, but the inclined optical surface directly faces in a predetermined direction (that is, guides the normal line of the inclined optical surface). The projection line projected onto the surface of the member is parallel to the predetermined direction), so that the internally propagated light focused in the predetermined direction as described above is efficiently converted into effective illumination light. Can be emitted. That is, when the propagation direction of the internal propagation light and the orientation of the inclined optical surface are different from each other, the internal propagation light is deflected to the surface side of the light guide member by the inclined optical surface. , Because it is deflected obliquely in a direction having a large angle with the incident direction of the internally propagating light, the emission angle from the surface of the light guide member becomes large, and it may be difficult to obtain effective illumination light. When the inclined optical surface faces the propagation direction of the internal propagation light, the internal propagation light is close to the original direction expected by the inclination angle of the inclined optical surface, for example, the normal direction of the surface of the light guide member Since it is deflected in the direction and the emission angle becomes small, it becomes effective illumination light. Therefore, when the propagation direction of the internal propagation light is focused in a predetermined direction as described above, the internal propagation light can be efficiently emitted as illumination light.
本発明の電気光学装置は、上記のいずれかに記載の照明装置と、該照明装置の照明光によって表示可能に構成された電気光学パネルとを有することを特徴とする。これによれば、照明装置の輝度分布の均一化が可能になることにより、電気光学パネルの表示品位を向上させることができる。また、照明装置において輝度分布が均一化された領域の面積割合を増加させることができることによって表示画面とその周囲の領域(いわゆる額縁領域)との面積比を大きくすることが可能になり、その結果、装置の大きさを変えずに表示画面の大型化を図ったり、或いは、表示画面の面積を確保しつつ装置の小型化を図ったりすることができる。 An electro-optical device according to the present invention includes any one of the illumination devices described above and an electro-optical panel configured to be able to display with illumination light of the illumination device. According to this, the display quality of the electro-optical panel can be improved by making the luminance distribution of the illumination device uniform. In addition, by increasing the area ratio of the region where the luminance distribution is uniform in the lighting device, it is possible to increase the area ratio between the display screen and the surrounding region (so-called frame region). It is possible to increase the size of the display screen without changing the size of the device, or to reduce the size of the device while ensuring the area of the display screen.
本発明の電子機器は、上記に記載の電気光学装置と、該電気光学装置を制御する制御手段とを有することを特徴とする。このような電子機器においては、上述のように電気光学装置における表示画面の大型化と機器の小型化とを両立できることから、特に携帯型電子機器である場合に好適である。 An electronic apparatus according to an aspect of the invention includes the electro-optical device described above and a control unit that controls the electro-optical device. In such an electronic device, since the enlargement of the display screen in the electro-optical device and the miniaturization of the device can be compatible as described above, it is particularly suitable for a portable electronic device.
次に、添付図面を参照して本発明に係る照明装置、電気光学装置及び電子機器の実施形態について詳細に説明する。 Next, embodiments of an illumination device, an electro-optical device, and an electronic apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1実施形態:照明装置]
最初に、図1及び図2を参照して本発明に係る照明装置の第1実施形態について説明する。図1は本実施形態の照明装置の平面形状を示す概略横断面図、図2(a)及び(b)は本実施形態の照明装置の縦断面図である。
[First Embodiment: Lighting Device]
First, a first embodiment of a lighting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a planar shape of the illumination device of the present embodiment, and FIGS. 2A and 2B are longitudinal sectional views of the illumination device of the present embodiment.
この照明装置100は、LEDなどで構成される光源111,112と、光透過性を有する導光部材120とを有する。導光部材120は板状体として構成されている。導光部材120は略矩形(正方形又は長方形)の平面形状を備えている。光源111,112は基本的に導光部材120の幅(図示左右幅)よりも大幅に小さな幅の光放出面を有する点状光源となっている。光源111,112の光軸111a,112aは、導光部材120の端面121の長手方向(すなわち導光部材120の幅方向)と略直交する方向に設定されている。導光部材120は、光源111,112に臨む光入射面である端面121と、光出射面である表面122と、表面122の反対側に形成された裏面123とを有する。導光部材120は透明部材、例えば、ポリカーボネート、アクリル(PMMA樹脂等)、シクロオレフィン系ポリマー等の透明樹脂などによって構成できる。光源111,112の光放出面は、端面121に対して接触し若しくは極めて僅かな間隔を隔てて対向している。本実施形態では複数の光源111,112が導光部材120の端面121に沿って導光部材120の幅方向(図示左右方向)に分散配置されている。また、導光部材120の裏面123上には必要に応じて光反射シート130が配置される。この光反射シート130は、鏡面反射面、或いは、白色散乱面を備えたものである。
The illuminating
この導光部材120には、端面121の近傍に表裏に貫通する孔124(図2(a)参照)又は裏面123に設けられた凹部125(図2(b)参照)が形成されている。孔124又は凹部125は光源111,112の光軸方向の正面領域に配置されている。これらの孔124又は凹部125は略三角形の平面形状を有している。
The
孔124又は凹部125の光源111,112側の内面である内表面124a,125aは、光軸方向に対して側方(図示左右方向)に傾斜している。また、これらの内表面124a,125aは表面122に対していずれもほぼ直交するように構成されている。孔124又は凹部125には、光源111,112の光軸方向の正面領域において左右一対の内表面124a,125aが光軸111a,112aに対して略対称に配置されている。これらの一対の内表面124a,125aは、孔124又は凹部125の平面形状における三角形の光源側の2辺を構成している。
また、上記孔124又は凹部125の側方(すなわち導光部材120の幅方向両側)には、表裏に貫通した孔126又は裏面123に設けられた凹部127が形成されている。この孔126又は凹部127は、上記内表面124a,125aとは逆方向に傾斜した(或いは対向した)内表面126a,127aを備えている。より具体的には、一対の内表面126a,127aが上記内表面124a,125aとは光軸方向逆向きに傾斜するように設けられている。また、内表面126a,127aは表面122と略直交するように形成されている。そして、孔126又は凹部127は、上記の孔124又は凹部127とは光軸方向逆向きに向いた略三角形の平面形状を備えている。
Further, on the side of the
本実施形態において、光源111,112から放出された光は、端面121から導光部材120の内部に入射し、導光部材120の内部を光軸方向(図示上方向)に伝播していく内部伝播光となる。ここで、光源111,112は基本的に点状光源であるため、その放出光である上記の内部伝播光は、光源からみて所定の角度範囲において扇状に広がっていく拡散光束となり、導光部材120の内部を導光部材120の幅方向に広がりながら伝播していく。そして、この内部伝播光のうち光源111,112の光軸方向の正面領域に向かう光の一部は、上記孔124又は凹部125の内表面124a,125aに入射する。
In this embodiment, the light emitted from the
ここで、内表面124a,125aは、光軸方向に対して傾斜して形成され、上記のように入射した光の少なくとも一部が全反射によって反射されるように構成されている。すなわち、導光部材120は光屈折率が1よりも大きい素材で構成されているため、内部伝播光は導光部材120の表面に対する入射角がある程度大きくなると全反射を生ずる。そして、上記内表面124a,125aは、光源111,112から放出される光によって生ずる内部伝播光の少なくとも一部を全反射可能に構成されている。導光部材120の屈折率としては1.3〜1.6程度であることが好ましく、この場合には、導光部材120の周囲媒体が空気である場合、導光部材120の内部伝播光が導光部材の表面に入射したときに全反射が生ずる入射角、すなわち全反射角は約40〜48度程度となる。ただし、光屈折率が空気よりも大きな周囲媒体が存在する場合には、全反射角は上記範囲よりも大きくなる。いずれにしても、内表面124a,125aの法線と光源111,112の光軸111a,112aとが全反射角以上の角度を有するように内表面124a,125aが傾斜していることが好ましい。例えば、本実施形態では、内表面124a,125aは光源111,112の光軸方向に対して約45度傾斜し、また、上記全反射角は42〜43度程度となっている。
Here, the
上記のように構成された本実施形態では、光源111,112側から伝播してくる内部伝播光の一部が上記反射面である内表面124a,125aにおいて側方(導光部材120の幅方向)に反射される。そして、この反射光は、側方に形成されている対向反射面である内表面126a,127aによって再び反射される。このとき、内表面124a,125aと内表面126a,127aとはほぼ平行に形成されているため、内表面126a,127aにて再度反射された光は、当初内表面124a,125aに入射する前の内部伝播光の進行方向とほぼ同じ方向に進む。すなわち、内部伝播光は、内表面124a,125a及び内表面126a,127aにより構成される光学系によって、その伝播方向はほとんど変更されないが、その伝播位置が導光部材120の幅方向に移動して、光源の光軸方向正面から外れた位置にで伝播するようになる。
In the present embodiment configured as described above, a part of the internally propagated light propagating from the
したがって、本実施形態では、反射面となる内表面124a,125aと、対向反射面となる内表面126a,127aとによって構成される光学系により、光源111,112から放出された光に基づく内部伝播光が、光源111,112の光軸方向の正面領域から部分的に側方へシフトされるため、光源の光軸方向の正面領域の光強度は低減され、光源の光軸方向の正面から外れた領域の光強度は増加することから、導光部材120の幅方向における導光部材120の内部伝播光の光量分布を緩和させることができる。
Therefore, in this embodiment, the internal propagation based on the light emitted from the
特に、本実施形態では、光源の光軸方向の正面領域に形成された反射面に相当する一対の内表面124a,125aが光軸の両側にほぼ対称に形成されているので、内部伝播光を両側方へほぼ均等に反射させることができ、さらに、その両側方にほぼ対称に一対の対向反射面である内表面126a,127aが形成されているため、正面領域両側に反射された光もほぼ均等に再反射され、ほぼ対称的に導光部材120内を伝播していくことになる。このように、二組の前記反射面及び前記対向反射面が光軸の両側に略対称に設けられていることによって、光軸の両側にほぼ均等に内部伝播光をシフトさせて伝播させることができるため、端面121の幅方向により均一な光量分布を実現することができることから、導光部材120の表面122の輝度の均一性をさらに向上できる。
In particular, in the present embodiment, the pair of
図2(a)に示すように、孔124,126(126は図示せず、以下同様。)を形成する場合には、内表面124a,126aが導光部材120の厚さ方向の全体に亘って形成されるので、光源111,112から放出される光に基づく内部伝播光のうち、光源の正面領域に向かう光であって、内表面124a,126aに対して上記の全反射角以上の入射角をもって入射する光は全て側方へ反射される。また、内表面124a,126aに対して上記の全反射角未満の入射角で入射する光は、孔124,126を通過して屈折により多少伝播方向を変えることもあるがほぼそのままの方向へ向けて導光部材120の内部を伝播していく。
As shown in FIG. 2A, when forming the
一方、図2(b)に示すように、凹部125,127(127は図示せず、以下同様。)を形成する場合には、内表面125a,127aは導光部材120の厚さの一部範囲にのみ、すなわち、凹部125a,127aの深さ範囲に応じた領域にのみ形成されるため、凹部125a,127aが達しない導光部材120の厚さ範囲では、内部伝播光はそのまま凹部125,127の上方をそのまま通過する。したがって、凹部125,127の深さによって内部伝播光の側方への反射量を調整することが可能になり、その結果、導光部材120の幅方向に見た内部伝播光の光量分布を最適化することが可能になる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when forming the
上記の効果を高めるためには、反射面(内表面124a,125a)や対向反射面(内表面126a,127a)を有する光学構造は、端面121の近傍に形成されることが好ましい。この光学構造が端面121の近傍に形成されることによって、例え光学構造の近傍において輝度ムラが大きく生じていても、照明装置の有効照明領域を広く確保することが可能になる。
In order to enhance the above effect, the optical structure having the reflective surfaces (
凹部125,127は導光部材120の裏面123に形成されているから、この凹部の形成領域においても表面122を平坦に構成することができる。このため、凹部の形成領域の輝度が周囲に較べてほとんど変わらないように構成することはそれほど困難なことではないので、凹部の形成領域から光を出射させて照明を行うことも可能である。なお、本実施形態の構成とは逆に、表面122に凹部を形成してもよい。
Since the
上記の導光部材120は、樹脂材料を用いた射出成形法などの型成形によって一体に成形することができる。また、上記の孔若しくは凹部を有しない基材に対して切削加工などの後加工を施すことによって孔若しくは凹部を形成することも可能である。
The
なお、本実施形態においても、導光部材120の裏面123において、内部伝播光が伝播していく途中で徐々に内部伝播光を表面側へ偏向させて導光部材170の表面から出射させるための図示しない光拡散手段が形成されている。この光拡散手段は、導光部材120の内部を伝播する内部伝播光の光量分布に応じた態様(密度や形状)で裏面123に形成される。この光拡散手段は、より具体的には、例えば、裏面123に形成される凹凸構造(プリズム)、印刷パターン、反射パターンなどである。
In the present embodiment as well, on the
[第2実施形態:照明装置]
次に、図3を参照して本発明に係る照明装置の第2実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材140の光学的構造が上記第1実施形態と異なるだけであるので、同一部分の説明は省略する。
[Second Embodiment: Lighting Device]
Next, a second embodiment of the illumination device according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the optical structure of the
この実施形態では、光源111,112が導光部材140の端面141の幅方向の両端に比較的近い位置にそれぞれ配置され、これによって光源111と112の間の幅方向の間隔が第1実施形態の間隔よりも広く構成されている。そして、これらの光源111,112の光軸方向の正面領域に、孔若しくは凹部144が形成されている。この孔若しくは凹部144は、第1実施形態と同様の反射面である内表面144aを備えている。また、光源の光軸方向の正面領域から側方へ外れた領域には、孔若しくは凹部145が形成されている。この孔若しくは凹部145も、第1実施形態と同様に、上記内表面144aと対向する対向反射面である内表面145aを備えている。
In this embodiment, the
本実施形態では、孔若しくは凹部145の開口断面は、孔若しくは凹部144のそれよりも小さく形成され、その代わりに、孔若しくは凹部145が光源の光軸方向(図示上下方向)及び導光部材140の幅方向(図示左右方向)に共にずれた位置に複数配置されている。これによって、内表面144aにて反射された内部伝播光は、その反射方向に応じて異なる位置に配置された孔若しくは凹部145の内表面145aに入射し、そして、導光部材140の幅方向の異なる位置において反射され、略光軸方向へ伝播していく。したがって、光源の光軸方向の正面領域から外れた領域のより広い範囲において内部伝播光を分散させることができるため、光源の数が少なくても、或いは、光源の間隔が大きくても、導光部材140の幅方向の光量分布をより緩和させることができ、導光部材140の表面においてより均一な輝度分布を得ることができる。
In this embodiment, the opening cross section of the hole or
[第3実施形態:照明装置]
次に、図4を参照して本発明に係る照明装置の第3実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材150の光学的構造が上記第1実施形態と異なるだけであるので、同一部分の説明は省略する。
[Third Embodiment: Lighting Device]
Next, a third embodiment of the lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, only the optical structure of the
この実施形態では、導光部材150の内側に形成される孔若しくは凹部154,155,156が上記第1実施形態のものとは異なる平面形状を有する。孔若しくは凹部154,155は、「く」の字、或いは「L」の字の平面形状を有し、孔若しくは凹部156は「I」の字の平面形状を有している。このように、孔若しくは凹部の平面形状は、孔若しくは凹部の内面の一部で構成される反射面となるべき内表面154a若しくは対向反射面となるべき内表面155a,156aが内部伝播光を側方へ反射させ得るものであれば、他の内面部分の形状は任意であり、それによって種々の形状を採り得る。
In this embodiment, the holes or recesses 154, 155, and 156 formed inside the
[第4実施形態:照明装置]
次に、図5を参照して本発明に係る照明装置の第4実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材160の光学的構造が上記第1実施形態と異なるだけであるので、同一部分の説明は省略する。
[Fourth Embodiment: Lighting Device]
Next, with reference to FIG. 5, 4th Embodiment of the illuminating device based on this invention is described. In this embodiment, only the optical structure of the
この実施形態では、光源111,112の光軸方向の正面領域に、略円形の平面形状を有する孔若しくは凹部164が形成されている。また、上記正面領域に対して側方へ外れた領域には、第3実施形態と同様の平面形状を有する孔若しくは凹部165,166が形成されている。光源111,112から放出された光に基づいて発生する内部伝播光のうち、孔若しくは凹部164の中心部近傍に入射する光は、孔若しくは凹部164を通過して再び導光部材160の内部に入射し、正面領域において伝播していく。孔若しくは凹部164の左右周辺部に入射する光は、孔若しくは凹部164の内面の一部である内表面164a(光源側の半円筒状の部分)において側方へ全反射される。そして、その反射光は、反射先に配置された孔若しくは凹部165,166の内表面165a,166aによって再び反射され、ほぼ光軸方向に伝播していく。
In this embodiment, a hole or
上記のように、反射面としては、先に説明した第1乃至第3実施形態のように平坦面として形成されていてもよいが、本実施形態の内表面164aのように半円筒面などの各種の曲面に構成されていても構わない。反射面としては、上記の円筒面だけでなく、円錐面、放物面、双曲面などの種々の曲面形状で構成することも可能であるが、導光部材の表面と直交する面(表面に直交する方向に軸線を有する円筒面、楕円筒面などのように、表面と直交する方向に直線状に伸びる面)であることが、導光部材160の表面とほぼ平行に伝播する内部伝播光を当該表面とほぼ平行な他の方向に偏向させることができる点で望ましい。
As described above, the reflecting surface may be formed as a flat surface as in the first to third embodiments described above, but a semi-cylindrical surface or the like like the inner surface 164a of the present embodiment. You may be comprised by various curved surfaces. The reflecting surface is not limited to the above-described cylindrical surface, but may be configured by various curved shapes such as a conical surface, a parabolic surface, and a hyperboloid, but a surface orthogonal to the surface of the light guide member (on the surface). Internally propagated light that propagates substantially parallel to the surface of the
[第5実施形態:照明装置]
次に、図6を参照して本発明に係る照明装置の第5実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材170の光学的構造が上記第1実施形態と異なるだけであるので、同一部分の説明は省略する。
[Fifth Embodiment: Lighting Device]
Next, with reference to FIG. 6, 5th Embodiment of the illuminating device based on this invention is described. In this embodiment, since the optical structure of the
この実施形態では、導光部材170に設けられた孔若しくは凹部174、175,176に形成された各内表面174a,175a,176aがいずれも曲面で構成されている。これらの曲面は、第4実施形態と同様に、いずれも導光部材の表面と直交する面で構成されることが好ましい。
In this embodiment, each
この実施形態では、光源111,112の光軸方向の正面領域に配置された孔若しくは凹部174の平面形状が略半円形状となっていて、反射面として機能する内表面174aは孔若しくは凹部174の半円筒面状の部分で構成されている。このように、反射面となる内表面が曲面状である場合でも、上記と同様に、その内表面174a以外の孔若しくは凹部の形状は任意であり、種々の形状を採用し得る。
In this embodiment, the planar shape of the hole or
また、光源111,112の光軸方向の正面領域から側方へ外れた領域には孔若しくは凹部175,176が形成され、これらには、上記反射面と対向する対向反射面を構成する凹曲面状の内表面175a,176aが構成されている。
In addition, holes or recesses 175 and 176 are formed in a region deviated laterally from the front region in the optical axis direction of the
この実施形態では、光源111,112から放出された光が端面171から導光部材170の内部に入射することにより生じた内部伝播光は、孔もしくは凹部174,175,176に遭遇する前においては扇状に広がる拡散光束として伝播していくが、内表面174a,175a,176aによって構成される光学系によって、その拡散光束に含まれる光成分の一部が光軸方向とほぼ平行な光成分に偏向されるようになっている。すなわち、光源111,112から放出された拡散光束の一部は上記光学系によってほぼ平行光束になるように構成されている。
In this embodiment, the internally propagated light generated by the light emitted from the
上記のように、本実施形態においては、導光部材170の内側に配置された反射面である内表面174a及び対向反射面である内表面175a,176aで構成される光学系が、内部伝播光の伝播方向を光軸方向に集光し、内部伝播光の伝播方向のばらつきを低減する機能を有している。このため、内部伝播光の伝播方向のばらつきが低減されることにより、上記の光拡散手段による内部伝播光の拡散作用をより有効に発揮させることが可能であり、結果的には照明装置の輝度分布をより高いレベルで均一化することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the optical system including the inner surface 174a that is the reflecting surface and the
[第6実施形態:照明装置]
次に、図7を参照して本発明に係る照明装置の第6実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材180の上記光拡散手段を除いて他の構造は全て上記第5実施形態と同一であるので、同一部分の説明は省略する。
[Sixth embodiment: lighting device]
Next, with reference to FIG. 7, 6th Embodiment of the illuminating device based on this invention is described. In this embodiment, since the other structures of the
この実施形態では、導光部材180の裏面183に光拡散手段183aが形成されている。この光拡散手段183aは、導光部材180の幅方向(図7(a)では左右方向、図7(b)では紙面と直交する方向)とほぼ平行に構成された溝或いは突条で構成された凹凸プリズム構造を有する。この凹凸プリズム構造を有する光拡散手段183aは、導光部材180の内部を光源111,112の光軸方向に伝播する内部伝播光を徐々に表面182側に偏向させ、その偏向させた光を表面182に対して小さな出射角で出射する照明光とする働きを備えている。特に、光拡散手段183aには、内部伝播光を表面182側に偏向(反射)させるように構成された傾斜光学面183bが形成され、この傾斜光学面183bによって内部伝播光が表面182から低出射角にて出射するようになっている。この傾斜光学面183bは、上記光軸方向と正対する(すなわち、傾斜光学面183bの法線の表面182に対する投影像が光軸方向と平行となる)ように向き、しかも、表面182側に傾斜した面となっている。
In this embodiment, the light diffusing means 183 a is formed on the
本実施形態では、第5実施形態と同様に、孔若しくは凹部184,185,186の内表面184a,185a,186aで構成される光学系によって、内部伝播光は、平面的に見た場合に導光部材180の幅方向に拡散されると同時に、その伝播方向が光源111,112の光軸方向に揃うように偏向されるため、上記光学系がない場合に較べると、光源の光軸方向に近い方向に伝播する内部伝播光の割合が高くなっている。
In the present embodiment, similarly to the fifth embodiment, the internal propagation light is guided when viewed in a plane by the optical system constituted by the
一方、上記光拡散手段183aの傾斜光学面183bは、上記のように内部伝播光の伝播方向が上記光学系によって揃えられる方向(本実施形態では光源の光軸方向)に正対するように向いているため、内部伝播光が傾斜光学面183bに入射したときに、その偏向方向(反射方向)が導光部材180の幅方向に大きく反れることが少なくなる。このため、内部伝播光が傾斜光学面183bによって偏向(反射)されて導光部材180から出射する照明光の出射角を小さくすることができることから、照明光の集光作用が高められ、これによって導光部材180から出射される光量のうち有効に照明光として利用できる光成分、すなわち、表面182に対する出射角が比較的大きいことにより照明対象の照明に寄与できない光成分を除いたもの、の割合を高めることができる。
On the other hand, the inclined
[第7実施形態:照明装置]
次に、図8を参照して本発明に係る照明装置の第7実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材120の光学的構造は上記第1実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
[Seventh Embodiment: Lighting Device]
Next, a seventh embodiment of the lighting device according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, since the optical structure of the
本実施形態では、上記内表面124a,125a上に光反射材128が配置されている点で第1実施形態と異なる。光反射材128は、例えば、アルミニウム、クロム、銀、合金などの各種金属で構成される薄膜、金属微粒子などの光反射性素材で構成された微粒子を分散させたペースト、金属微粒子などの光反射性素材で構成された微粒子を分散させた樹脂材などによって構成できる。上記薄膜は蒸着法、スパッタリング法、塗布法などによって内表面上に形成でき、上記ペーストは塗布法によって内表面上に配置でき、上記樹脂材は内表面上に光学接着剤などを用いて接着させたり、溶着させたり、その他の手段により密着固定させたりすることができる。
This embodiment differs from the first embodiment in that a
この実施形態は、導光部材180の屈折率を利用した全反射を用いて内部伝播光を反射するものではないため、内部伝播光の入射角にほとんど依存せずに高い反射率で側方へ反射させることができる。したがって、反射面及び対向反射面で構成される光学設計が容易になり、より高い光偏向作用を確実に実現することができる。
In this embodiment, the internal propagation light is not reflected by using the total reflection using the refractive index of the
[第8実施形態:照明装置]
次に、図9を参照して本発明に係る照明装置の第8実施形態について説明する。この実施形態では、導光部材150の光学的構造は上記第3実施形態と同様であるので、同一部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
[Eighth Embodiment: Lighting Device]
Next, with reference to FIG. 9, 8th Embodiment of the illuminating device based on this invention is described. In this embodiment, since the optical structure of the
この実施形態では、上記内表面154a,155a,156a上に光反射材158が配置されている点で上記第3実施形態と異なる。この光反射材158は上記第7実施形態にて説明したものと同様のものである。本実施形態が第7実施形態と異なる点は、孔若しくは凹部154,155,156の内部に光反射材158がほぼ完全に充填されている点である。この場合、光反射材158としてペースト状のものを採用し、ディスペンサを用いて、或いは、印刷法などによって孔若しくは凹部154,155,156内に充填し、固化させることが好ましい。
This embodiment differs from the third embodiment in that a
この実施形態でも、上記内表面154a,155a,156aにおいて、内部伝播光の入射角にほとんど依存しないほぼ完全な反射特性を有する反射面及び対向反射面を構成することができる。
Also in this embodiment, the
[第9実施形態:電気光学装置]
次に、図10を参照して本発明に係る電気光学装置の第9実施形態について説明する。図10は、本実施形態の電気光学装置の一実施形態である液晶装置200を模式的に示した概略縦断面図である。この実施形態は、上記照明装置100をバックライトとして備えている。この液晶装置200は、液晶パネル220と、上記第1実施形態の照明装置100とが共通の支持部材190によって支持されてなるものである。
[Ninth embodiment: electro-optical device]
Next, a ninth embodiment of the electro-optical device according to the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view schematically showing a
液晶パネル220においては、第1基板221と、この第1基板221の外形から外側に平面的に張り出した張出部222aを有する第2基板222と、これら第1基板221及び第2基板222を貼り合わせるための基板周縁部に設けられたシール材223とによってパネル構造が構成されている。第1基板221、第2基板222及びシール材223により形成された空間内には、電気光学物質として、STN液晶(Super Twisted Nematic、超捩れネマチック)などの液晶224が封入されている。また、第1基板221及び第2基板222の外面上には第1偏光板225と第2偏光板226とが配置されている。
In the
第1基板221及び第2基板222には、互いに対向する面上に複数のITO(Indium Tin Oxide、インジウムとすずの合金酸化物)の膜からなるストライプ状の第1透明電極229a及び第2透明電極229bがそれぞれ設けられている。また、これら第1透明電極229aと第2透明電極229bをそれぞれ覆うようにポリイミド樹脂などからなる図示しない配向膜がそれぞれ形成されている。ここで、第1透明電極229aと第2透明電極229bは互いに交差するように設けられ、対向する第1透明電極229aと第2透明電極229bの交差部分及びその間に挟持される液晶224とにより画素が構成されている。このような構成によって、液晶パネル220においては、各画素に印加する電圧を選択的に変化させることによって液晶224の配向状態を変化させることができ、これによって画素毎に独立して光学特性を変化させることができる。
The
なお、液晶パネル220には、上記画素が配列された有効表示領域Bが設定されており、この有効表示領域Bは、照明装置100の有効照明領域Aの内部に平面的に含まれるように構成される。ここで、液晶パネル220の有効表示領域Bを有効照明領域Aとほぼ一致させてもよい。
The
第2基板222の張出部222aには電子部品(半導体ICチップ)227が実装され、第1透明電極229a及び第2透明電極229bに電気的に接続されている。また、張出部222a上には基板228も実装され、この基板228は、張出部222a上のパターンを介して上記電子部品227に導電接続されている。
An electronic component (semiconductor IC chip) 227 is mounted on the overhanging
本実施形態では、上記の基板228に、照明装置100の光源111,112(112は図示せず)が実装されている。この基板228は、液晶パネル220の張出部222a上から液晶パネル220の背後に回り込み、照明装置100の導光部材120の近傍まで伸びて、導光部材120の光入射面である端面121の対向位置において光源111,112を実装している。
In the present embodiment, the
この実施形態では、基板228の端子部228aに対して図示しない外部回路などから液晶パネル220に対する映像信号や電源電位が供給されるとともに、光源111,112に対する照明用電力が供給される。これによって、単一の基板228により、液晶パネル220と照明装置100に対して同時に所要電力を供給したり、それらの稼動状態を制御したりすることができるように構成されている。
In this embodiment, a video signal and a power supply potential are supplied to the
この第9実施形態においては、照明装置100の光源111,112は、液晶パネル220から延在する基板228上に実装されているため、光源111,112のための専用の実装基板を設ける必要がなくなるので、部品点数を低減し、全体をコンパクトに構成できる。ただし、上記のように液晶パネル220に実装された基板228上に光源111,112を実装するのではなく、上記基板228とは別の基板に光源111,112を実装しても構わない。
In the ninth embodiment, since the
上記照明装置100の導光部材120の液晶パネル220側には、拡散板243及びプリズムシート244、245が順次積層配置されている。拡散板243は、照明装置100から出射された照明光を拡散させることにより、表示画面の輝度をより均一化させるためのものである。また、プリズムシート244及び245は、拡散板243によって拡散された上記照明光の方向を液晶パネル220の光軸方向に揃えることによって光の利用効率を高め、液晶パネル220から出射する光のうちの表示に寄与する光成分の割合を高めるためのものである。なお、図示の接着シート260(例えば両面テープ)は、液晶パネル220とその下層の構造部分とを相互に接着固定するためのものである。
On the
本実施形態では、端子部228aから電力を供給して基板228を介して光源111,112を点灯させることにより、光源111,112から放出された光が導光部材120及び光反射シート130を経て前面側(図示上方)に出射され、拡散板243及びプリズムシート244,245などを通過し、照明光として液晶パネル220に入射される。一方、液晶パネル220においては、配線基板228を介して映像信号や電源電位などを供給することにより、電子部品227を介して適宜の駆動信号が上記第1透明電極229a及び第2透明電極229bに印加される。これによって液晶パネル220の各画素の光学特性が個々に制御されるので、照明装置100から照射される照明光によって各画素の光学特性に応じた所定の表示が液晶装置200の前面側において視認される。
In the present embodiment, power is supplied from the
なお、本実施形態では、第1実施形態の照明装置100を用いているが、その代わりに、第2乃至第8実施形態のいずれの照明装置を用いることもできる。また、照明装置100を液晶パネル220の背後に配置してバックライトとして使用しているが、これらの照明装置100の光反射シート130を省略し、導光部材の光学特性を適宜に設定することにより、液晶パネルの前面側に配置されるフロントライトとして使用することも可能である。
In this embodiment, the
また、この第9実施形態では、液晶パネルが単純マトリックス型の液晶装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、TFT(Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ)やTFD(Thin Film Diode、薄膜ダイオード)といったスイッチング素子を用いたアクティブマトリックス型の液晶装置である場合にも適用できる。 In the ninth embodiment, the case where the liquid crystal panel is a simple matrix type liquid crystal device has been described. However, the present invention is not limited to this, and a TFT (Thin Film Transistor) or TFD (Thin Film Diode) is used. The present invention can also be applied to an active matrix liquid crystal device using a switching element such as a diode.
[第10実施形態:電子機器]
最後に、図11及び図12を参照して、本発明に係る電子機器の実施形態について説明する。この実施形態では、上記電気光学装置(液晶装置200)を表示手段として備えた電子機器について説明する。図11は、本実施形態の電子機器における液晶装置200に対する制御系(表示制御系)の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、表示情報出力源291と、表示情報処理回路292と、電源回路293と、タイミングジェネレータ294と、光源制御回路295とを含む表示制御回路290を有する。また、上記と同様の液晶装置200には、上述の構成を有する液晶パネル220を駆動する駆動回路220Dが設けられている。この駆動回路220Dは、上記のように液晶パネル220に直接実装されている電子部品(半導体ICチップ)227で構成される。ただし、駆動回路220Dは、上記のような態様の他に、パネル表面上に形成された回路パターン、或いは、液晶パネルに導電接続された回路基板に実装された半導体ICチップ若しくは回路パターンなどによっても構成することができる。
[Tenth embodiment: electronic device]
Finally, with reference to FIG.11 and FIG.12, embodiment of the electronic device which concerns on this invention is described. In this embodiment, an electronic apparatus including the electro-optical device (liquid crystal device 200) as a display unit will be described. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration of a control system (display control system) for the
表示情報出力源291は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ194によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路292に供給するように構成されている。
The display
表示情報処理回路292は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路220Dへ供給する。駆動回路220Dは、走査線駆動回路、信号線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路293は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
The display
光源制御回路295は、外部から導入される制御信号に基づいて、電源回路293から供給される電力を照明装置100の光源111,112を含む光源部110(具体的には光源とこれを実装する基板228の部分)に供給する。この光源制御回路295は、上記制御信号に応じて光源部110の各光源の点灯/非点灯を制御する。また、各光源の輝度を制御することも可能である。
The light
図12は、本発明に係る電子機器の一実施形態である携帯電話の外観を示す。この電子機器2000は、操作部2001と、表示部2002とを有し、表示部2002の内部に回路基板2100が配置されている。回路基板2100上には上記の液晶装置200が実装されている。そして、表示部2002の表面において上記液晶パネル220を視認できるように構成されている。
FIG. 12 shows the appearance of a mobile phone which is an embodiment of the electronic apparatus according to the present invention. The
本実施形態においては、電子機器2000の表示部2002に上記液晶装置200を用いることにより、表示部2002の大画面化若しくは輝度ムラの低減と、電子機器2000の小型化とを両立させることができる。
In the present embodiment, by using the
尚、本発明の照明装置、電気光学装置及び電子機器は、上述の図示例にのみそれぞれ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態においては、導光部材の内表面は孔や凹部の内面の一部で構成されているが、導光部材の内部に光屈折率の低い閉鎖空間(空洞)を設けたり、或いは、導光部材を構成する素材よりも光屈折率の小さな別素材で構成された埋設物を配置したりすることによっても構成できる。後者の場合には、例えば、光屈折率の小さな樹脂材料を未硬化の樹脂基材中に混合し、そのまま基材を硬化させることによって導光部材を形成することで実現できる。 Note that the illumination device, electro-optical device, and electronic apparatus of the present invention are not limited to the illustrated examples described above, and can be variously modified without departing from the scope of the present invention. . For example, in the above embodiment, the inner surface of the light guide member is configured by a part of the inner surface of the hole or the recess, but a closed space (cavity) with a low light refractive index is provided inside the light guide member, Or it can comprise also by arrange | positioning the embedded object comprised with another raw material with a light refractive index smaller than the raw material which comprises a light guide member. In the latter case, for example, the light guide member can be formed by mixing a resin material having a small optical refractive index in an uncured resin base material and curing the base material as it is.
100…照明装置、111,112…光源、120…導光部材、121…端面、122…表面、123…裏面、124…孔、124a,125a,126a,127a…内表面、125…凹部、126…孔、127…凹部、130…光反射シート、200…液晶装置、220…液晶パネル、2000…電子機器(携帯電話)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記導光部材の内側であって前記光源の光軸方向の正面領域に、前記導光部材の内部伝播光の少なくとも一部をその入射方向に対して側方へ反射可能な反射面が設けられていることを特徴とする照明装置。 In a lighting device having a light source and a light guide member that introduces light emitted from the light source at an end face and emits the light from the surface,
A reflection surface capable of reflecting at least a part of the internally propagated light of the light guide member laterally with respect to the incident direction is provided inside the light guide member and in a front region in the optical axis direction of the light source. A lighting device characterized by that.
11. An electronic apparatus comprising: the electro-optical device according to claim 10; and a control unit that controls the electro-optical device.
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