CN102483199B - 使用点光源的面照明方法、线状光源装置以及使用该线状光源装置的面照明装置 - Google Patents

使用点光源的面照明方法、线状光源装置以及使用该线状光源装置的面照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明具有：指向性强的点光源(I)；将来自该点光源的光转换为线状光的线状光转换单元(II)；扩散该线状光的线状光扩散单元(III)；以及照射该扩散光而发出面状照明光的面状照明单元(IV)，其中，通过线状光转换单元(II)将来自点光源(I)的光转换为线状光，通过线状光扩散单元(III)使该转换的线状光向规定方向扩散，将该扩散光照射到面状照明单元(IV)而成为面状光进行照明。

Description

使用点光源的面照明方法、线状光源装置以及使用该线状光源装置的面照明装置
技术领域
本发明涉及使用点光源的面照明方法、光源装置以及使用该光源装置的面照明装置，更详细地说，涉及将来自点光源的光转换为线状光之后变成面状光进行照明的面照明方法、将来自点光源的光变成线状光而照射的光源装置以及使用该光源装置的面照明装置。
背景技术
近年来，对于如液晶面板用背光源这样的面照明装置的光源，开始使用比荧光灯等省电、寿命长且小型的发光二极管(以下，称为LED)或激光二极管(以下，称为LD)来取代在此之前的荧光灯等。
例如，在下述专利文献1中记载了使用LED的边缘光型照明装置。该照明装置构成为具有：LED；在平坦面上形成有导入来自该LED的光的光导入部的官制明信片左右大小的导光板；以及反射来自LED的光的反射镜，其中，在导光板的平坦面上安装有LED，并且用反射镜来覆盖该LED。另外，在下述专利文献2中记载了将来自LED的光经由由棱镜阵列构成的光源杆而导入到导光板的照明装置。此外，在下述专利文献3中记载了如下所述的记录指示灯，该记录指示灯是在导光体的入光面上等间隔地配置多个LED，利用反射体漫反射来自该LED的光，借助该散射光使导光体的出光面进行面发光，从而对与导光体的出光面相对配置的显示体照射光。
上述照明装置是边缘光型的照明装置，但是还公知有直下型的照明装置。例如，在下述专利文献4中记载了能够在LED上安装对来自该LED的光进行控制的光控制单元来获得面状光的面发光装置。另外，在下述专利文献5中记载了面照明光源装置以及使用该面照明光源装置的面照明装置。该面照明光源装置构成为具有：LED；包括在中央部配置该LED的底面部及从该底面部周围竖立设置的侧面部，并在底面部的相对侧设置有开口的箱型壳体；以及覆盖开口并使来自LED的光大致均匀的光学反射板。另外，采用多个上述面照明光源装置，并连接这些多个面照明光源装置来构成面照明装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-149848号公报(段落〔0012〕，图1)
专利文献2：日本特开2001-236811号公报(段落〔0012〕～〔0014〕，图1)
专利文献3：日本特开2005-99406号公报(段落〔0016〕，〔0017〕，图3)
专利文献4：日本特开2004-6317号公报(段落〔0020〕～〔0026〕，图1)
专利文献5：日本特开2008-27886号公报(段落〔0045〕～〔0048〕，图1)
发明内容
发明所要解决的问题
上述专利文献1～3的边缘光型照明装置都在矩形导光板的一边或所有边上配置有1个或多个LED，所以能够从导光面获得均匀的照明光。但是，这些照明装置需要具有规定厚度及大小且比较昂贵的导光板，因此很难实现大型化。例如，上述专利文献1的照明装置使用了官制明信片左右的玻璃或者丙烯酸树脂，所以很难进一步实现大型化。当强烈需要实现大型化时，需要大型的导光板，而且如上述专利文献3的照明装置那样需要多个发光二极管，因此必需将这些多个发光二极管配置在导光板所有边的受光面上。这样，会增大照明装置的重量，而且部件个数也会增多从而使组装作业变得麻烦，进而使成本高涨。另外，当使用这种大型的导光板时，从光源到发光面的光路变长，因此光的衰减增大，很难获得均匀的照明光，而且很难获得照度高的照明光。因此，这些边缘光型的照明装置构成为采用导光板并在该导光板的周边配置光源的构造，这些构造虽然作为小型照明装置是适合的，但对于大型化存在限制。与此相对，因为上述专利文献4、5的直下型面照明装置不使用导光板，所以能够实现轻量化，但为了获得大面积的照明光，必需将多个光源装置配设成矩阵状，存在高成本的问题。
因此，本发明是为了解决这种现有技术的问题而完成，本发明的目的在于，提供使点光源光变成大面积的面状光来进行照明的面照明方法。
另外，本发明的另一目的在于，提供即使对于光源使用指向性强的点光源也不需要现有技术所必需的导光板就能够获得大面积且均匀的面状照明光的面照明装置。
解决问题的手段
上述目的可通过以下结构实现。
一种使用点光源的面照明方法，使用指向性强的点光源、将来自该点光源的光转换为线状光的线状光转换单元、使该线状光扩散的线状光扩散单元、被照射该扩散光而发出面状照明光的面状照明单元，其中，通过所述线状光转换单元将来自所述点光源的光转换为线状光，通过所述线状光扩散单元使该转换后的线状光向规定方向扩散，使该扩散光照射到面状照明单元而变成面状光进行照明。
另外，在本发明的面照明方法中，所述点光源是发光二极管或激光二极管。
而且，为了达成上述目的，本发明的线状光源装置具有：指向性强的点光源；以及在内部收容有所述点光源的壳体，该线状光源装置的特征在于，所述壳体由箱状体构成，该箱状体具有将所述点光源设置在大致中央部的狭长的底板、和从所述底板的周围以规定高度竖立设置的侧板，该箱状体的与所述底板相对的一侧设置有开口，内壁面由反射面形成，并且利用光学反射板来覆盖所述开口，在该光学反射板上形成有将来自所述点光源的光变为线状光而射出的照射图案。
另外，在本发明的线状光源装置中，所述壳体由长筒状体构成，该长筒状体具有规定的内径，内壁面由反射面形成，在该筒状体的大致中央部固定所述点光源，在该点光源的大致正上方顶部，在通过该正上方顶点的长度方向上形成有射出线状光的缝隙。
另外，在本发明的线状光源装置中，所述点光源是发光二极管或激光二极管。
另外，在本发明的线状光源装置中，所述壳体由以下反射材料中的任意一个构成：由超细微发泡光反射材料与铝金属的层压体构成的反射材料；在表面具有包含聚四氟乙烯的反射层的反射材料；以及在表面具有包含硫酸钡的反射层的反射材料。
而且，为了达成上述目的，本发明的面照明装置具有：指向性强的点光源；线状光转换装置，其将来自所述点光源的光转换为线状光；线状光扩散装置，其扩散来自所述线状光转换装置的线状光；以及面状光出射部件，其被照射来自所述线状光扩散装置的扩散光而发出面状光。
另外，在本发明的面照明装置中，所述点光源是发光二极管或激光二极管。
另外，在本发明的面照明装置中，所述线状光转换装置具有在内部收容有所述点光源的壳体，所述壳体由箱状体构成，该箱状体具有将所述点光源设置在大致中央部的狭长的底板、和从所述底板的周围以规定高度竖立设置的侧板，该箱状体的与所述底板相对的一侧设置有开口，内壁面由反射面形成，并且利用光学反射板来覆盖所述开口，在该光学反射板上形成有将来自所述点光源的光变为线状光而射出的照射图案，所述线状光扩散装置在内部具有能够收容所述线状光转换装置的大小的空间，所述线状光扩散装置在外壁面具有使来自所述线状光转换装置的线状光向规定方向扩散的扩散部件，所述面状光出射部件由扩散板形成，该扩散板被照射来自所述线状光扩散装置的扩散光而发出面状光。
另外，在本发明的面照明装置中，在所述扩散部件上形成有线状光扩散图案，该线状光扩散图案在按照线状光的中心光轴与该线状光所成的角度θ为60度的角度照射的照射光所照到的位置具有高反光率且低透光率，随着从60度角度离开，在反光率降低的同时透光率增大。
发明效果
根据本发明的面照明方法，可将来自指向性强的点光源的点状光变成大面积的面状光来进行照明。
根据本发明的线状光源装置，可获得将来自点光源的点状光转换为线状光的线状光源装置。
另外，本发明的线状光源装置可在水的杀菌灯或粘接树脂的硬化、发光型液晶显示器的背光源等中使用。
根据本发明的面照明装置，可将来自点光源的点状光转换为线状光，使该转换后的线状光向规定方向扩散，并从面状光出射部件获得大面积的面状照明光。
另外，在本发明的面照明装置中，使从上述线状光转换装置发出的线状光线经过规定的线状光扩散图案，以均匀的光量照射到上述扩散板上。
另外，在本发明的面照明方法、线状光源装置以及面照明装置中，即使使用LED或LD那样指向性强的点光源也能够获得均匀的照明光，而不会在中央部残留亮点或者相反其正上方部分变暗。
附图说明
图1是说明本发明的实施方式1的使用点光源的面照明方法的概要说明图。
图2A是图1的线状光转换装置的外观立体图，图2B是图2A的线状光转换装置的分解立体图。
图3是构成图2的线状光转换装置的光学反射板的变形例的俯视图。
图4A、图4B是图1的线状光转换装置的变形例的立体图。
图5A、图5B是图1的线状光转换装置的其它变形例的立体图。
图6是图1的线状光扩散装置的外观立体图。
图7是图6的线状光扩散装置的分解立体图。
图8是构成图6的线状光扩散装置的线状光扩散部件的俯视图。
图9是内建了图6的线状光扩散装置的面照明装置的部分剖视图。
图10是图9的面照明装置中的照度曲线。
图11是示出了图6的线状光扩散装置的变形例的外观立体图。
图12是本发明的另一实施方式的面照明装置的外观立体图。
图13是图12的面照明装置的XIII-XIII线的剖视图。
具体实施方式
以下，说明本发明的实施方式。其中，以下所示的实施方式例示了用于具体化本发明的技术思想的使用点光源的面照明方法、线状光源装置以及使用该线状光源装置的面照明装置，本发明不限于这样的实施方式，还可以同样适用于包含在权利要求的范围内的其它实施方式。此外，在该实施方式中，虽然使用1个线状转换装置(光源装置)构成了线状转换装置、线状光扩散装置以及面照明装置，但也可以使用多个线状转换装置并将这些线状转换装置在长度方向上串列连结来构成线状转换装置、线状光扩散装置以及面照明装置。
参照图1来说明本发明的实施方式1的使用点光源的面照明方法。此外，图1是说明本发明的实施方式1的使用点光源的面照明方法的概要说明图。
该面照明方法是将来自点光源的光转换为线状光并将该转换后的线状光变为面状光进行照明的方法。具体地说，如图1所示，使用指向性强的点光源I、将来自该点光源的光转换为线状光的线状光转换单元II、使该线状光扩散的线状光扩散单元III和被照射该扩散光而发出面状照明光的面状照明单元IV，其中，通过线状光转换单元II将来自点光源I的光、即点状光转换为线状光，通过线状光扩散单元III使该转换后的线状光向规定方向扩散，使该扩散光照射到面状照明单元IV而变为面状光进行照明。以下，说明在该面照明方法中使用的线状光转换单元、线状光扩散单元以及面状照明单元的具体例。
对于点光源1，使用1个LED或集合了多个LED元件的LED(以下，将它们统称为LED)，或者使用LD。LED不仅可以是光的三原色R、G、B的LED，而且也可以是其他颜色的LED等，另外可以在LED或LD上安装透镜。在该实施方式中，说明使用了LED的例子。
如图1所示，该LED 1在从LED 1的发光点或发光面向360度方向放射离开的位置上具有收束的大致球状的配光特性。即、如图1的I-1所示，在LED 1的发光中心点(面)0、以该发光点(面)0为中心沿水平方向离开的规定距离、通过该中心点的零度(0°)的垂直线以及与该垂直线之间所成角度0°～90°的范围内，具有如符号A那样的配光曲线。虽然该配光曲线A以发光点(面)0为中心描绘出以放射方向、即360度扩展的球状曲线，但是通过指向角零度(0°)的光轴Ax的光最强
由于LED 1构成为具有如图1中I-1所示的配光特性的点状光，因此当直接利用为照明光时，可照明的范围极窄，无法获得大面积的面状照明光。因此，在获得大面积的面状照明光之前，将来自LED 1的点状光暂且转换为狭长的线状光。该线状光的转换是使用线状光转换单元II、具体地说是如图2所示的线状光转换装置2来进行的。
参照图2来说明线状光转换装置。另外，图2A是线状光转换装置的外观立体图，图2B是图2A的线状光转换装置的分解立体图。
线状光转换装置2构成为具有：LED 1；壳体3，该壳体3具有将该LED 1固定在大致中央部的细长底板3a以及从该底板3a的周围以规定高度竖立设置的侧板3b，在这些侧板的顶部形成有开口3o；覆盖该开口3o的光学反射板4，其中，在底板3a的大致中央部固定LED 1，用光学反射板4覆盖开口3o。
壳体3的底板3a具有相对的一对长边以及短边，关于长边以及短边的长度L1、L2，例如L1是200mm，L2是10mm。另外，侧板的高度H例如是10mm。该箱型壳体3的内壁面由具有高反射率的反射面形成。在底板3a的大致中央部上形成有安装LED 1的安装孔。LED 1固定在规定大小的基板上，而该基板配设在底板的背面，LED的发光部从安装孔露出。壳体3由高反光率、低透光率以及低光吸收率的反射板材，例如超细微发泡光反射板形成。在该超细微发泡光反射板中，存在反射率为98％、透光率为1％、光吸收率为1％的超细微发泡光反射板，所以优选使用这种超细微发泡光反射板。显然，壳体不限于该材料，也可以使用透明基板，并在该基板上涂敷或印刷反射材料。例如，可以通过涂布或者丝网印刷使钛白粉微粒子乳化后的材料、使聚四氟乙烯微粒子乳化后的材料等。
如图2所示，光学反射板4由封闭壳体3的开口3o大小的细长板状体构成，并且由高反光率、低透光率以及低光吸收率的反射板形成。该材料优选使用与壳体相同的材料。该光学反射板具有一对长边4a、4b以及短边4c、4d，长边以及短边的长度与壳体3的底板3a各边的长度相同。该光学反射板4在其中心部形成有中央反射部5，从该中央反射部向两端的短边4c、4d形成有外侧反射部6，由这些中央反射部5及外侧反射部6来形成规定的照射图案。中央反射部5由小面积的中心反射区域5a和中心周边反射区域5b构成，其中，当在壳体3的开口3o上安装光学反射板4时，该中心反射区域5a处于LED 1的正上方部分，且与LED发光部的垂直正上方部分相对，而中心周边反射区域5b以该中心反射区域5a为中心，从该中心离开规定距离且面积稍稍扩大。由于其配光特性，LED 1向中心反射区域5a照射最强的光，其次对中心周边反射区域5b照射次强的光。因此，调节中心反射区域5a，使反光率最高且透光率最低，调节中心周边反射区域5b，使其反光率稍稍降低的同时使透光率稍稍提高。因为中心反射区域5a的反光率最高且透光率最低，所以能够不使该区域变暗而且防止产生高亮度的照明点。
该反射率以及透过率是通过反射板的加工来调节。例如，通过调整反射板的厚度来调节中心反射区域5a，在反射板上形成多个细槽(纵槽、横槽、环状半切槽)等来调节中心周边反射区域5b。
外侧反射部6由从中心周边反射区域5b向两短边4c、4d设置的中间外侧反射部6a以及最外侧反射部6b形成。这些中间外侧反射部6a以及最外侧反射部6b由开口面积不同的多个缝隙以及贯通孔形成。即、中间外侧反射部6a由开口面积随着从中心周边反射区域5b离开而增大的缝隙61～67形成，最外侧反射部6b由开口面积随着从中间外侧反射部6a离开而增大的贯通孔68～619形成。外侧反射部6与在中间外侧反射部6a以及最外侧反射部6b上形成的多个缝隙及贯通孔的开口面积不同。即、因为开口面积随着从中间外侧反射部6a接近最外侧反射部6b而增大，所以能够使来自LED 1的点状光变为线状光而大致均匀地射出。
在该线状光转换装置2中，当在壳体3的底板3a上安装LED 1，用光学反射板4覆盖开口3o时，来自LED 1的点状光在壳体3的内壁面与光学反射板4的背面(出光面的背面)之间进行1次反射或多重反射，从光学反射板4的中央反射部5以及外侧反射部6照射规定宽度以及长度的线状光(参照图1的II-1)。关于从光学反射板4面照射的线状光的宽度以及长度，例如宽度为0.1～10mm、长度为200mm。
如图1的II-2所示，来自该线状光转换装置2的线状光的配光特性与从纵方向切断LED 1的球状配光特性曲线(参照图I-1)后的配光特性相似。因此，可通过该线状光转换装置2，将来自LED 1的点状光转换为具有规定宽度及长度的线状光。
该线状光转换装置2虽然用作为将来自LED 1的点状光转换为线状光的线状光转换单元，但由于能够照射具有规定宽度以及长度的线状光，因此还可用作为光源装置。例如，能够在读取装置等的光源装置等中使用。
虽然该光学反射板的原材料为超细微发泡反射板材，但不限于该材料，还可以使用透明基板，并在该基板上的除了上述开口部分以外的部分上涂敷或印刷反射材料。例如，可以涂布或者丝网印刷使钛白粉微粒子乳化后的材料、使聚四氟乙烯微粒子乳化后的材料。
在上述光学反射板4中，用设置有中央反射部5和外侧反射部6的图案来构成照射图案，其中，在中央反射部5上设置有中心反射区域5a及中心周边反射区域5b，但并不限定于此，还可以进行变更。
参照图3、图4来说明具有不同照射图案的光学反射板的变形例。另外，图3A～图3C是光学反射板的变形例的俯视图。
光学反射板4A在其中心部形成有中央反射部5A，从该中央反射部向两端的短边4c、4d形成有外侧反射部6A(参照图3A)。中央反射部5A以高反射率反射LED光，另一方面由多个细微孔形成为低透光率，外侧反射部6A随着从侧方中央反射部远离而反射率逐渐降低，另一方面由具有增大透光率的开口的贯通孔形成。
光学反射部4B利用缝隙来形成中央反射部5B以及外侧反射部6B，可以变更这些缝隙的面积而使这些缝隙具有规定的开口率(参照图3B)。另外，光学反射部4C是以如下所述方式构成：没有在中央反射部5C上设置缝隙，另一方面在外侧反射部6C上设置有向着长度方向扩大开口面积的比较长的缝隙(参照图3C)。
参照图4、图5来说明其它线状光转换装置。另外，图4A、图4B及图5A、图5B是线状光转换装置的变形例的立体图。
线状光转换装置2的壳体3不仅可以是长方体形状，还可以是如图4所示的形状。也就是说，在线状光转换装置2A中，壳体3A的侧板3Ab为多棱柱状，线状光转换装置2B中壳体3B的侧板3Bb为圆柱状。另外，壳体的形状不仅可以是此处所示的形状，还可以是角柱状或圆柱状。
在线状光转换装置2C中，竖立地设置有与相对的侧板3b的上端边缘成规定角度α倾斜，且在顶部隔着规定间隙相对的一对聚光反射板a、b。该间隙例如是0.1～2mm。聚光反射板优选由与光学反射板相同的材料形成。
根据该线状光转换装置2C，即使在从光学反射板4射出的线状光是5～10mm左右的比较粗的线状光时，也能够成为0.1～2mm左右的较细的线状光。
在线状光源转换装置2D中，在壳体底部7c上竖立设置有由长筒状体构成的壳体7a、7b，其具有规定的内径且内壁面由反射面形成。即，在该壳体中，侧面部及光学反射部构成为一体。在底部7c的大致中央部上固定有点光源1，在通过点光源1的大致正上方顶点的长度方向上形成有发出线状光的缝隙8。该缝隙在中央部8a的宽度较窄，而在缝隙的外侧8b，缝隙的宽度随着从中央部8a离开而变宽。
参照图6、图7来说明线状光扩散装置。此外，图6是线状光扩散装置的外观立体图，图7是图6的线状光扩散装置的分解立体图。如图1的III-1及图6所示，线状光扩散单元III由覆盖线状光转换装置2并使来自该线状转换装置的线状光向规定方向扩散的线状光扩散装置9构成。
线状光扩散装置9具有对从线状光转换装置2射出的光的配光分布进行控制的作用，并且能够内建到边缘型的面照明装置中而使面照明装置的两面或单面均匀地发光。以下，说明其结构。线状光扩散装置9由固定线状光转换装置2的细长矩形形状的固定板10和线状光扩散部件11构成，该线状光扩散部件11从该固定板10的相对的一个侧缘向另一个侧缘以半圆形或拱圆状弯曲，在内部形成有可收容线状光转换装置2大小的空间。固定板10由载置固定线状光转换装置2的大小的板状体、即具有与线状光转换装置2的底板长度大致相同的长度及比底板稍宽的宽度的板状体构成，由高反光率、低透光率及低吸光率的反射板形成。其材料优选使用与线状光转换装置的壳体相同的材料。
线状光扩散部件11由反射板形成，该反射板具有规定的厚度、与固定板10的长度大致相同的长度以及比固定板宽的宽度。即、如图7、图8所示，该线状光扩散部件11构成为长方形形状，该长方形形状具有与固定板10的长度大致相同的长度的相对的一对长边11a、11b和宽度比该固定板长的相对的一对短边11c、11d，并且该线状光扩散部件11是在弯曲的状态下固定在固定板10上。因为要使其弯曲所以优选由具有柔性的材料形成。该线状光扩散部件11以弯曲的状态固定在固定板10上，在内部空间11o中收容有线状光转换装置2，并且在该线状光扩散部件11上以规定的规则性排列形成有多个贯通孔，该贯通孔具有规定的开口面积，其使来自该线状光转换装置的线状光向规定方向扩散。
参照图8来说明在线状光扩散部件11上设置的贯通孔的排列。图8是使构成图6的线状光扩散装置的线状光扩散部件平坦地延伸的俯视图。
多个贯通孔由具有矩形形状开口的孔构成，在从线状光扩散部件11的一个短边11c向另一个短边11d大致等间隔地垂直引出的假想垂直线X1、X2、X3...～Xm-2、Xm-1、Xm与从一个长边11a向另一个长边11b大致等间隔地水平引出的假想水平线Y1、Y2、Y3...～Yk-2、Yk-1、Yk交叉的位置上形成了多个贯通孔。例如，在假想垂直线X1与各假想水平线中的奇数线、例如Y1、Y3...交叉的位置上排列有贯通孔1211、1212、...～121n-1、121n，在下一假想垂直线X2与各假想水平线中的偶数线、例如Y2、Y4...Yk-1交叉的位置上排列有贯通孔1221、1222...～122n-1、122n-1，以下，同样地排列有贯通孔12m1～12mn。根据此排列，这些贯通孔具有规定的规则性，形成规定的线状光扩散图案。另外，这些贯通孔由具有矩形形状开口的孔形成，但形状不限于此，可以形成为任意的形状，例如圆形、椭圆形等。
在这些贯通孔中，在假想水平线Y1、Y2、Y3...～Yk-2、Yk-1、Yk上，各个贯通孔的开口面积相同，在假想垂直线X1、X2、X3...～Xm-2、Xm-1、Xm上，各个贯通孔的开口面积不同。关于这些排列和开口面积，考虑到从线状光转换装置2照射的线状光的配光特性，尽量使该线状光均匀地分散并照射到扩散板上，从而实现从该扩散板面获得均匀照明光的功能，大小以及排列的规则性非常重要。这些贯通孔的大小以及排列的规则性是根据与从线状光转换装置2离开规定距离而竖立设置的扩散板之间的关系来决定的。
参照图8～图10说明贯通孔的大小以及排列。另外，图9是内建了图6的线状光扩散装置的面照明装置的部分剖视图，图10是在图9的面照明装置中卸下线状光扩散装置时的照度曲线。面状照明单元IV由面照明装置13构成，该面照明装置13具有一对扩散板14A、14B，该一对扩散板14A、14B被照射来自线状光扩散装置的扩散光并变成面状光进行照明。
从线状光转换装置2的两侧离开规定距离而大致平行地竖立设置有这些扩散板14A、14B。各扩散板14A、14B由矩形形状的板状体形成，该矩形形状的板状体具有与线状光转换装置2在长度方向上的长边大致相同的长度以及规定高度(例如200mm)。线状光转换装置2位于相对的一对扩散板14A、14B的大致中间处。因此，当设从线状光转换装置2的光学反射板4观察一个扩散板14B的规定位置Pθ的角度为θp、设从光学反射板4的中心线Cx到扩散板14B的距离为d、设从光学反射板4的中心线到规定位置Pθ的距离为r、设从光学反射板4到规定位置Pθ的高度为x时，在它们之间成立如下的关系，即、
cosθp＝d/r
cos(90°-θp)＝x/r
r = ( x 2 + d 2 ) .
在点Pθ上的照度Eθ为：
Eθ＝cosθp·cos(90°-θp)·K/r2，
所以根据上式可表示为：
Eθ＝K·d·x/r4。
这里，K是比例常数。
当将Eθ作为x的函数对x进行微分时，
dEθ/dx＝K·d/r4+K·d·x·(-4x)/r6
＝K·d(d2-3x2)/r6
图10示出了根据该式描绘的曲线。由图10和上式可知，在θp＝30°、即线状光的中心光轴与该线状光之间的角度为60°时，照度Eθ最大。
也就是说，关于设置在线状光扩散部件11上的贯通孔的大小，只要设定为在从光学反射板4观察规定位置Pθ的角度为30°的位置处最小即可。关于其它角度，也根据上式来设定在线状光转换装置2上设置的贯通孔的大小，由此能够在扩散板14B上获得均匀的面照明。此外，对于扩散板14A也同样。
当利用与图8所示的线状光扩散部件11的关系来说明此关系时，在假想水平线Y3、Yk-2上配置的贯通孔的开口面积最小，随着从这些假想水平线离开，假想水平线上的贯通孔的开口面积逐渐变大，在作为中心的假想水平线Yc上贯通孔的开口面积最大。
根据该面照明装置，可通过线状光转换装置将来自LED 1的点状光转换为线状光，通过线状光扩散装置使该转换的线状光向规定方向扩散，从而使该扩散光照射到扩散板而变成面状光进行照明。
虽然线状光扩散装置9在线状光扩散部件11的假想水平线Yc附近也形成有贯通孔，但也可以省略该附近的贯通孔。图11的线状光扩散部件11A省略了假想水平线Yc附近的贯通孔，其它结构与线状光扩散部件11相同。通过省略假想水平线Yc附近的贯通孔，可高效地反射线状光的中心光轴方向的出射光，使更多的光通过贯通孔向扩散板14A、14B射出。
参照图12、图13来说明本发明另一实施方式的面照明装置。另外，图12是本发明的另一实施方式的面照明装置的外观立体图，图13是图12的面照明装置的XIII-XIII线的剖视图。
如图12、图13所示，面照明装置13构成为，在框部件15中收容有LED 1、安装该LED 1的线状光转换装置2、使来自该线状光转换装置2的线状光向规定方向扩散而射出的线状光扩散装置9以及一对扩散板14A、14B。框部件15具有：收容线状光扩散装置9以及一对扩散板14A、14B的大小的底框15a；从该底框两端竖立设置而能够收容一对扩散板14A、14B的高度的侧框15c、15d；以及连结各侧框的顶部的上框15b，该框部件15由在内部设置有空间15o的镜框状的框体构成，由树脂成型体等形成。
根据该面照明装置13，可通过线状光转换装置2将来自LED 1的点状光转换为线状光，通过线状光扩散装置9将该转换后的线状光向规定方向扩散，使该扩散光照射到一对扩散板14A、14B上而变成面状光进行照明。在该面照明装置13中，虽然使用一对扩散板14A、14B，可从两面发出照明光，但也可以保留一个扩散板，而另一个由反射板构成，从而从单面发出照明光。
另外，作为线状光转换装置2的壳体部件，可使用由超细微发泡光反射材料与铝金属的层叠体构成的反射材料、在表面具有包含聚四氟乙烯的反射层的反射材料以及在表面具有包含硫酸钡的反射层的反射材料等高反光率的部件，由此不仅均匀地反射可视光，还能够均匀地反射近紫外线和红外线。通过利用使用了该壳体的线状光转换装置2和近紫外线发光LED，从而能够在水的杀菌灯或粘接树脂的硬化用照明等中利用。另外，通过在面照明装置13中内建该线状光转换装置2，还可以用作为代替滤色层而使用了荧光材料层的发光型液晶显示器的背光源。
标号说明
I          点光源
II         线状光转换单元
III        线状光扩散单元
IV         面状照明单元
a、b       聚光反射板
1          点光源(LED)
2、2A、2B  线状光转换装置
3、3A～3D  壳体
3o         开口
4、4A～4C  光学反射板
5          中央反射部
6          外侧反射部
9          线状光扩散装置
10         固定板
11         线状光扩散部件
12         贯通孔
13         面照明装置
14A、14B   扩散板
15         框部件

Claims (5)

1.一种面照明装置，其特征在于，
指向性强的点光源；
线状光转换装置，其将来自所述点光源的光转换为线状光；
线状光扩散装置，其扩散来自所述线状光转换装置的线状光；以及
面状光出射部件，其被照射来自所述线状光扩散装置的扩散光而发出面状光，
所述线状光扩散装置在内部具有能够收容所述线状光转换装置的大小的空间，所述线状光扩散装置在外壁面具有使来自所述线状光转换装置的线状光向规定方向扩散的扩散部件，
所述线状光转换装置具有在内部收容有所述点光源的壳体，
所述壳体由箱状体构成，该箱状体具有在大致中央部设置所述点光源的狭长的底板、和从所述底板的周围以规定高度竖立设置的侧板，该箱状体在与所述底板相对的一侧设置有开口，内壁面由反射面形成，并且用光学反射板覆盖所述开口，在该光学反射板上形成有将来自所述点光源的光变成线状光而射出的照射图案，所述线状光扩散装置在内部具有能够收容所述线状光转换装置的大小的空间，所述线状光扩散装置在外壁面具有使来自所述线状光转换装置的线状光向规定方向扩散的扩散部件，
所述面状光出射部件由扩散板形成，该扩散板被照射来自所述线状光扩散装置的扩散光而发出面状光。
2.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
所述扩散部件形成有线状光扩散图案，该线状光扩散图案在按照线状光的中心光轴与该线状光所成的角度θ为60度的角度照射的照射光所照到的位置为高反光率且低透光率，随着从60度的角度离开，反光率降低同时透光率增大。
3.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
所述壳体由以下反射材料中的任意一个构成：
由超细微发泡光反射材料与铝金属的层压体构成的反射材料；
在表面具有包含聚四氟乙烯的反射层的反射材料；以及
在表面具有包含硫酸钡的反射层的反射材料。
4.根据权利要求1所述的面照明装置，其特征在于，
所述点光源是发光二极管或激光二极管。
5.一种线状光源装置，该装置具有：
指向性强的点光源；以及
在内部收容有所述点光源的壳体，
该线状光源装置的特征在于，
所述壳体由箱状体构成，该箱状体具有在大致中央部设置所述点光源的狭长的底板、和从所述底板的周围以规定高度竖立设置的侧板，该箱状体的与所述底板相对的一侧设置有开口，内壁面由反射面形成，并且用光学反射板覆盖所述开口，在该光学反射板上形成有将来自所述点光源的光变为线状光而射出的照射图案，竖立地设置有与所述侧板的上端边缘成规定角度、且在顶部隔着规定间隔相对的一对聚光反射板。
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