CN104267458A - 面光源装置及显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供面光源装置,光源设置在导光板的一对侧面中的两个上,允许独立形成发光强度在靠近和远离每个光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。控制来自光源(10L)和(10R)的光的导向的导光控制部(11L)和(11R)设置在导光板(1a)的反射面(S1)。导光控制部(11L)由凹部(11L1)~(11L5)构成,凹部(11L1)~(11L5)分别包括面向光源(10L)的倾斜面(a11)~(a15)和面向光源(10R)的倾斜面(b11)~(b15),凹部的高度H随着距光源(10L)距离的增大而增大。依靠光源(10)的照明形成发光强度在靠近和远离光源(10L)的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。
Description
本申请是中国国家阶段进入日为2010年12月23日、申请号为200980123808.6、发明名称为“面光源装置及显示器”的专利申请的分案申请,其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及通过使用导光板执行面发光的面光源装置及包括这种面光源装置的显示器。
背景技术
近年来,执行应用至液晶显示器等的背光的面内强度分布部分地变化的所谓部分驱动(或局部变暗)(例如,参照专利文献1)。在这种部分驱动中,在具有高发光强度的区域和具有低发光强度的区域彼此相邻的情况下,其间的边界看起来会不自然。例如,在对齐多个导光板从而设计一个面光源装置,并且通过使用一个导光板作为一个部分驱动照明区域来执行部分驱动的情况下,在导光板接合点处的强度急剧变化,使得其间的边界看起来不自然。
[引用列表]
[专利文献]
[专利文献1]日本未审查专利申请公开第2007-293339号
[专利文献2]日本未审查专利申请公开第2005-135843号
[专利文献3]日本未审查专利申请公开第2006-202639号
[专利文献4]日本专利第2710465号
发明内容
作为解决该问题的一项技术,考虑将光源设置在每个导光板的一对侧面的每个上,并且将每个光源设计为,具有下面不均匀发光强度分布(1)和(2)的其中一种。在任意情况下,依靠来自光源的发光独立形成光源的不均匀发光强度分布,并且这些不均匀发光强度分布被彼此叠加,从而形成作为整个发光面的任意发光强度分布。因此,使得导光板之间的边界看起来很自然。
(1)发光强度在靠近和远离光源的位置处分别较强和较弱。
(2)发光强度在靠近和远离光源的位置处分别较弱和较强。
另一方面,作为从导光板的发光面发光的方法,例如,能够应用下面的技术(A)~(C)。例如,提出了一项技术,其中,以同一个且相同的高度和相等的间隔沿着导光方向将多个棱镜设置在导光板的反射面上,从而从导光板的位置均匀地发光(例如,参照专利文献2~4)。
(A)对导光板的反射面或发光面执行雕刻、点加工、棱镜加工等。
(B)具有光散射特性能或光漫射特性的材料用作导光板的材料。
(C)导光板的厚度沿着导光方向变化。
现在,在上述分布(1)和(2)的情况下,下面将考虑通过将不均匀发光强度分布彼此叠加利用所有导光板实现任意的发光强度分布的结构。首先,在上述发光强度分布(1)的情况下,将导光板设计为,使得光从靠近光源的一侧按顺序发出,并且达到某一点的总光量随着距光源的距离的增大而减小。因此,可以通过上述技术(A)~(C)独立设计用于一个光源和另一个光源的导光板的结构,从而从靠近光源的位置发射较大光量,并且可以组合导光板以形成结构。此时,在用于一个光源的导光板的结构中,发光量随着距一个光源的距离的增大(即,随着距另一个光源的距离的减小)而减小;因此,用于一个光源的导光板的结构对于用于另一个光源的导光板的结构没什么影响。因此,易于实现独立形成上述不均匀发光强度分布(1)并使它们彼此叠加。
另一方面,在上述分布(2)的情况下,需要在最靠近每个光源的一侧发出最小量的光,并且随着距每个光源的距离的增大而发出更大光量。但是,当与上述分布(1)的情况一样,独立设计用于光源的导光板的结构并以相同方式组合时,用于在距一个光源较远的一侧上发光的结构可以使得在靠近另一个光源的一侧上发光。因此,极难独立形成上述不均匀发光强度分布(2)并使它们彼此叠加。
但是,在上述分布(2)中,与上述分布(1)相比,允许有效减少在导光板接合点处的不均匀发光或在光源附近的不均匀发光(所谓不均匀荧光);因此,允许接合点看起来更自然。因此,期望实现允许独立形成不均匀发光强度分布的面光源装置,其中,发光强度在靠近和远离光源的位置处分别较弱和较强。
为解决上述问题而作出本发明,本发明的一个目标是,提供具有如下结构的面光源装置及显示器,其中,光源设置在导光板一对侧面上,并允许独立形成发光强度在靠近和远离每个光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。
本发明的第一面光源装置包括:导光板,包括发光面、反射面及一对相对的侧面;第一光源和第二光源,设置在导光板的一对侧面上;多个第一倾斜面,设置在导光板的发光面和反射面的其中一个或两个上,并且面向第一光源;以及多个第二倾斜面,设置在导光板的发光面和反射面的其中一个或两个上,并且面向第二光源。此处,第一倾斜面的高度随着距第一光源的距离的增大而逐渐增大,并且第二倾斜面的高度随着距第二光源的距离的增大而逐渐增大。
需要注意,“面向第一光源”意味着指向导光板中的第一光源。同样地,“面向第二光源”意味着指向导光板中的第二光源。
本发明的第一显示器包括:上述第一面光源装置,执行面发光;以及显示部,通过调制来自第一面光源装置的光,基于图像信号来显示图像。
在本发明的第一面光源装置和第一显示器中,由于面向第一光源的第一倾斜面和面向第二光源的第二倾斜面设置在导光板的发光面和反射面的其中一个或两个上,所以来自第一光源的光和来自第二光源的光分别在第一倾斜面和第二倾斜面处反射。此时,由于第一倾斜面的高度随着距第一光源的距离的增大而增大,所以来自第一光源的较大光量被位于距第一光源较远的位置处的发光面反射。同样地,由于第二倾斜面的高度随着距第二光源的距离的增大而增大,所以来自第二光源的较大光量被位于距第二光源较远的位置处的发光面反射。
例如,上述导光板包括均具有第一倾斜面的多个凹部或凸部(第一导光控制部)和均具有第二倾斜面的多个凹部或凸部(第二导光控制部)。此时,在第一导光控制部中,每个凹部或每个凸部包括第一倾斜面和第三倾斜面,并且第三倾斜面面向第二光源,并且第三倾斜面的倾斜角小于第一倾斜面的倾斜角;因此,第一导光控制部对来自第二光源的光施加的影响很小。同样地,在第二导光控制部中,每个凹部或每个凸部包括第二倾斜面和第四倾斜面,并且第四倾斜面面向第一光源,并且第四倾斜面的倾斜角小于第二倾斜面的倾斜角;因此,第二导光控制部对来自第一光源的光施加的影响很小。
可选地,期望导光板具有如下结构,其中,除了上述第一倾斜面和第二倾斜面高度变化之外,第一倾斜面与发光面(或反射面)之间的高度差在一对侧面之间变化,并且第二倾斜面与发光面(或反射面)之间的高度差在一对侧面之间变化。因此,在发光面(或反射面)中,允许不使用除第一倾斜面和第二倾斜面之外的倾斜面而形成表面形状。
本发明的第二面光源装置包括:导光板,包括发光面、反射面及一对相对的侧面;第一光源和第二光源,设置在导光板的一对侧面上;多个第一倾斜面,设置在发光面和反射面的其中一个或两个上,并且面向第一光源;以及多个第二倾斜面,设置在发光面和反射面的其中一个或两个上,并且面向第二光源。此处,随着距第一光源的距离的增大而更密集地设置第一倾斜面,并且随着距第二光源的距离的增大而更密集地设置第二倾斜面。
本发明的第二显示器包括:上述第二面光源装置,执行面发光;以及显示器,通过调制来自第二面光源装置的光,基于图像信号来显示图像。
在本发明的第二面光源装置和第二显示器中,由于面向第一光源的第一倾斜面和面向第二光源的第二倾斜面设置在导光板的发光面和反射面的其中一个或两个上,所以来自第一光源的光和来自第二光源的光分别在第一倾斜面和第二倾斜面处反射。此时,由于随着距第一光源的距离的增大而更密集地设置第一倾斜面,所以在发光面中,来自第一光源的较大光量在距第一光源较远的位置处发出。同样地,由于随着距第二光源的距离的增大而更密集地设置第二倾斜面,所以在发光面中,来自第二光源的较大光量在距第二光源较远的位置处发出。
本发明的第三面光源装置包括:导光板单元,包括一对相对的侧面和发光面,并且通过设置多个导光部来构成;以及光源,设置在导光板单元的一对侧面上。此处,每个导光部包括彼此相对的第一侧面和第二侧面,具有其厚度从第一侧面向第二侧面逐渐减小的形状,并且被配置为,使得发光量随着距第一侧面的距离的增大而增大。光源设置在每个导光部的第一侧面上,并且多个导光部包括:第一导光部,通过将第一侧面和第二侧面分别设置在导光板单元的一个侧面和另一个侧面上而构成;以及第二导光部,通过将第二侧面和第一侧面分别设置在导光板单元的一个侧面和另一个侧面上而构成。
本发明的第三显示器包括:上述第三面光源装置,执行面发光;以及显示部,通过调制来自第三面光源装置的光,基于图像信号来显示图像。
在本发明的第三面光源装置和第三显示器中,在导光板单元中,设置具有其厚度从第一侧面向第二侧面逐渐减小并且发光量从第一侧面向第二侧面增大的结构的多个导光部,并且多个导光部包括:第一导光部,通过将第一侧面设置在导光板单元的其中一个侧面上而构成;以及第二导光部,通过将第一侧面设置在另一个侧面上而构成。在这种结构中,由于光源设置在每个导光部的第一侧面上,所以在每个导光部的发光面中,发光量在靠近和远离光源的位置处分别较弱和较强。
根据本发明的第一面光源装置和第二面光源装置,设置第一倾斜面和第二倾斜面,从而分别面向设置在导光板的一对侧面上的第一光源和第二光源,并且第一倾斜面和第二倾斜面的高度分别随着距第一光源和第二光源的距离的增大而增大;因此,允许独立形成发光强度在靠近和远离第一光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布以及发光强度在靠近和远离第二光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。此外,允许通过使这些不均匀发光强度分布彼此叠加来形成作为整体导光板的期望发光强度分布,并且在第一显示器和第二显示器中,由此改善了显示图像质量。
根据第三面光源装置,在导光板单元中,设置具有其厚度从第一侧面向第二侧面逐渐减小并且发光量随着距第一侧面的距离的增大而逐渐增大的结构的多个导光部,并且就多个导光部而言,设置通过将第一侧面设置在导光板单元的其中一个侧面上所构成的第一导光部和通过将第一侧面设置在导光板单元的另一个侧面上所构成的第二导光部。当光源设置在每个导光部的第一侧面上时,在光源均设置在导光板单元的一对侧面上的结构中,允许独立形成发光强度在靠近和远离光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。此外,允许通过使这些不均匀发光强度分布彼此叠加来形成作为整体导光板单元的期望发光强度分布,并且在第三显示器中,由此改善了显示图像质量。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施方式的面光源装置的示意性结构的透视图。
图2是用于描述图1中所示面光源装置的具体结构的概念图。
图3是用于描述图1中所示面光源装置的功能的示图。
图4是示出了在图1中所示面光源装置的高度分布和发光强度分布的实例的示图。
图5是示出了根据变形例1的面光源装置的发光强度分布的实例的示图。
图6是示出了根据变形例2的面光源装置的示意性结构、高度分布及发光强度分布的实例的示图。
图7是示出了根据变形例3的面光源装置的高度分布和发光强度分布的实例示图。
图8是用于描述根据变形例4的面光源装置的结构的概念图。
图9是示出了图4中所示面光源装置的凹部的间隔、间距及密度的分布实例的示图。
图10是与图4中所示面光源装置的另一个实例相关的示图,并且是示出了凹部的高度、宽度及密度的分布实例的示图。
图11是示出了根据变形例5的面光源装置的示意性结构的透视图。
图12是用于描述图1中所示面光源装置的具体结构的概念图。
图13是用于描述根据变形例6的面光源装置的结构的概念图。
图14是示出了根据变形例7的面光源装置的示意性结构的透视图。
图15示出了根据应用例1的背光的结构。
图16是通过图15中所示的背光获得的发光强度分布的实例。
图17是示出了根据应用例2的显示器的主要部分的结构的透视图。
图18是用于描述图片显示区域与部分照明区域之间的设置关系实例的透视图。
图19是示出了根据应用例2的显示器的主要部分的结构的透视图。
图20是用于描述图片显示区域与部分照明区域之间的设置关系实例的透视图。
图21是示出了在图1中所示的导光板的另一个实例的截面图。
图22是示出了根据本发明第二实施方式的面光源装置的示意性结构的透视图。
图23是用于描述图22中所示的面光源装置的高度变化及高度差变化的示图。
图24是用于描述图1所示的面光源装置的表面形状的概念图。
图25是示出了图22所示的面光源装置的表面形状设计过程的概念图。
图26是示出了图25之后的设计过程的概念图。
图27是示出了根据变形例10的面光源装置的示意性结构的透视图。
图28是示出了图27所示的面光源装置中的表面形状设计过程的概念图。
图29是示出了图28之后的设计过程的概念图。
图30是示出了根据变形例11的面光源装置的示意性结构的透视图。
图31是示出了根据另一个变形例的面光源装置的示意性结构的侧视图。
图32是示出了根据本发明第三实施方式的面光源装置的示意性结构的透视图。
图33是图32所示的面光源装置的平面图和侧视图。
图34是示出了根据变形例12的面光源装置的示意性结构的透视图。
图35是图34所示的面光源装置的平面图和侧视图。
图36是示出了根据变形例13的面光源装置的示意性结构的透视图。
图37是示出了根据变形例14的面光源装置的示意性结构的透视图。
图38是示出了根据变形例15的导光部的示意性结构的侧视图。
图39是示出了根据变形例16的导光部的示意性结构的侧视图。
具体实施方式
下面,将参照附图详细描述本发明的实施方式。
第一实施方式
图1是示出了根据本发明第一实施方式的面光源装置(面光源装置1)的主要部分的结构的透视图。例如,多个面光源装置1的设置用作液晶显示器等的背光,并且每个面光源装置1构成部分驱动中的部分照明区域。
例如,通过将光源10L(第一光源)和光源10R(第二光源)沿着平板状的导光板1a的x方向分别设置在一对相对的侧面上来构成面光源装置1。在导光板1a中,形成反射面S1以及面对反射面S1并发出发射光Lout的发光面S2。在该实施方式中,导光控制部11L(第一导光控制部)和导光控制部11R(第二导光控制部)设置在反射面S1上。
导光板1a为允许来自光源10L和10R的光穿过其传播至发光面S2的光学组件,并且由玻璃材料等构成。但是,导光板1a可以由允许来自光源10L和10R的光穿过其传播的任何其它材料构成。例如,导光板1a不仅可以由具有高透明度的材料构成,也可以由光散射性微粒分散于其中的光散射性材料或光漫射性材料构成。就这种光散射性微粒的材料而言,可以使用允许发光面获得期望的光学特性的任意材料。需要注意,导光板1a的形状或尺寸、折射率、浓度、浓度分布等可以任意调整,从而获取期望的特性。
多个(该实施方式中为3个)光源10L和多个(该实施方式中为3个)光源10R分别设置在导光板1a的一对侧面上。例如,光源10L和10R由LED(发光二极管)构成。需要注意,例如,可以根据每个导光板1a的侧面的长度来调整用于每个导光板1a的光源10L和10R的个数,并且不特别限定光源10L和10R的个数。
导光控制部11L控制从光源10L侧进入导光板1a的光的导向,并且由多个(该实施方式中为5个)凹部(从较靠近光源10L一侧按顺序为凹部11L1、11L2、11L3、11L4及11L5)构成。导光控制部11R控制从光源10R侧进入导光板1a的光的导向,并且由多个(该实施方式中为5个)凹部(从较靠近光源10R一侧按顺序为凹部11R1、11R2、11R3、11R4及11R5)构成。这种导光控制部11L和11R具有如下结构,其中,导光控制部11L的凹部和导光控制部11R的凹部交替设置。但是,导光控制部11L和11R的凹部并非必须交替设置。这是因为,例如,如在后述的变形例4的情况一样,在以不同间隔设置凹部的情况下,很难交替设置凹部。
现在,参照图2(A)和图2(B),下面将描述上述导光控制部11L和11R的具体结构。面光源装置1等效于通过将为光源10L设置导光控制部11L的结构(参照图2(A))与为光源10R设置的导光控制部11R的结构(参照图2(B))彼此叠加所形成的结构。
如图2(A)所示,导光控制部11L的凹部11L1~11L5均在y方向上延伸,并且例如,每个凹部11L1~11L5的xz截面形状为具有顶点A、B及C的三角形。换句话说,凹部11L1~11L5分别具有面向光源10L的倾斜面a11~a15(第一倾斜面)和面向光源10R(图2(A)中未示出)的倾斜面b11~b15(第三倾斜面)。在该实施方式中,倾斜面a11~a15和倾斜面b11~b15分别设置在靠近光源10L和光源10R的侧。这种倾斜面a11~b15以一个相同的角α(底面AB与倾斜面a之间的角)倾斜,并且倾斜面b11~b15以一个相同的角β(底面AB与倾斜面b之间的角)倾斜。倾斜角α和β满足下面的条件式(1)。此外,优选地,倾斜角α和β满足条件式(1)和(2),并且更优选地,倾斜角α和β满足条件式(1)~(3)。需要注意,n为导光板1a的折射率,并且sin-1(1/n)为导光板1a的临界角。
β<α …(1)
β≤(90-sin-1(1/n))/2 …(2)
β≤(90-2sin-1(1/n))/2 …(3)
需要注意,在后述的实施方式和变形例中,“面向光源10L”意味着在导光板1a中指向光源10L。同样地,“面向光源10R”意味着在导光板1a中指向光源10R。
具体地,在该实施方式中,设置上述凹部11L1~11L5,使得高度H(从连接顶点A和B的线段至顶点C的距离),即,倾斜面a11~a15的高度随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大。通过倾斜角α和β和每个凹部的宽度(顶点A与B之间的距离)来唯一确定高度H。在导光控制部11L中,允许通过调整倾斜角α和β和高度H来任意形成基于来自光源10L的入射光的发光强度分布。需要注意,还可以通过来自光源10L的入射光的发射角分布、导光板1a的形状或折射率等来调整发光强度分布。
另一方面,如图2(B)所示,例如,导光控制部11R的凹部11R1~11R5被配置为关于导光板1a的中心面(yz面)与上述导光控制部11L的凹部11L1~11L5对称(下文中,简称为中心对称)。换句话说,凹部11R1~11R5分别具有面向光源10R的倾斜面a21~a25(第二倾斜面)和面向光源10L(图2(B)中未示出)的倾斜面b21~b25(第四倾斜面)。在该实施方式中,倾斜面a21~a25和倾斜面b21~b25分别设置在靠近光源10L和光源10R的侧。倾斜面a21~a25中的倾斜角α和倾斜面b21~b25中的倾斜角β满足上述条件式(1)。此外,优选地,倾斜角α和β满足条件式(1)和(2),并且更优选地,倾斜角α和β满足条件式(1)~(3)。此外,凹部11R1~11R5被配置为,使得高度H(即,倾斜面a11~a15的高度)随着距光源10R的距离的增大而逐渐增大。在导光控制部11R中,与上述导光控制部11L的情况一样,允许通过调整倾斜角α和β和高度H来任意形成基于来自光源10R的入射光的发光强度分布。
另外,当根据上述条件式(1)~(3)改变倾斜角α和β时,导光板1a的照明强度分布特性(从导光板1a发出的光的角度方向的强度分布)变化。因此,当该实施方式的面光源装置1用作背光时,可以任意调整倾斜角α和β,以便对应于背光的结构(设置在导光板1a的发光面S2上方的光学片等的结构),并且具有期望的照明强度分布特性。
此外,为了分别使导光控制部11L和导光控制部11R对来自光源10R的光和来自光源10L的光的影响最小化,较小的倾斜角β更好。但是,当倾斜角β太小时,每个凹部的宽度因此而增大,从而引起与相邻凹部的干涉;因此,很难确保用于倾斜面a11~a15和a21~a25的空间。另一方面,当指定每个凹部的宽度以便不引起这种干涉时,不允许高度H增大,并且不允许确保用于倾斜面a11~a15和a21~a25的充足空间。在任何情况下,限定用于倾斜面a11~a15和a21~a25的空间,并且限定的空间构成对发光强度分布的调整的制约。因此,优选地,在固定高度H后,设定不致引起干涉的最小倾斜角β,从而通过倾斜角α来获得期望的发光强度分布。
接下来,下面将描述该实施方式的功能和效果。
在面光源装置1中,当光源10L和10R照明时,光从每个光源10L和10R进入导光板1a。进入导光板1a的每束线通过导光板1a传播,然后该光线从发光面S2发出;因此,在面光源装置1中执行面发光。
在这种情况下,由于导光控制部11L和11R设置在反射面S1上,所以通过导光控制部11L控制来自光源10L的入射光的导向,并且通过导光控制部11R控制来自光源10R的入射光的导向。将参照图3给出关于这点的描述。图3是示出了来自光源10L的入射光L0通过导光板1a传播的状态的示意图。但是,为了简化和方便,仅示出导光控制部11L的凹部11L1和11L2。在以这种方式将以倾斜角θ入射的光L0导向相对侧表面(较靠近光源10R的一侧)的过程中,首先,入射光L0入射至凹部11L1的倾斜面a11,并且入射光L0在倾斜面a11处反射。因此,反射光L1与平行于发光面S2的平面形成的角(下文中,称为导光角)为(θ+2α)。
另一方面,光L1与垂直于发光面S2的平面形成的角(下文中,称为全反射角)为(90-θ-2α)。在全反射角(90-θ-2α)等于或小于导光板1a的临界角的情况下,将光L1发射至发光面S2上方。另一方面,在全反射角(90-θ-2α)大于导光板1a的临界角的情况下,光L1在发光面S2处反射,以导光角(θ+2α)通过导光板1a传播。
接下来,通过导光板1a传播的光L1入射至凹部11L2的倾斜面a12,并且光L1在倾斜面a12处反射。因此,反射光L2的导光角为(θ+4α),并且全反射角为(90-θ-4α)。因此,当以这样的方式设置多个凹部11L1~11L5时,在光L0通过导光板1a传播的过程中,来自光源10L的入射光L0顺序入射至凹部11L1~11L5;但是,导光角随着倾斜面a11~a15的每次反射而逐渐增大,并且当导光角超过临界角时,光L0从发光面S2发出。
此外,由于导光控制部11L被配置为,使得凹部11L1~11L5的高度H随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大,所以距光源10L越远,在倾斜面处的反射越容易发生。通过导光板1a传播的光的导光角随着该反射而增大,结果,从发光面S2发出的光量在距光源10L较远的一侧较大。因此,形成了依靠光源10L照明的发光强度分布。
同样地,在光通过导光控制部11R的凹部11R1~11R5穿过导光板1a向着光源10L传播的过程中,来自光源10R的入射光顺序入射至凹部11R1~11R5,并且导光角随着在倾斜面a21~a25处的每次反射而逐渐增大,并且当导光角超过临界角时,光从发光面S2发出。此外,由于导光控制部11R被配置为,使得凹部11R1~11R5的高度H随着距光源10R的距离的增大而逐渐增大,所以从发光面S2发射的光量在距光源10R较远的一侧较大。因此,形成了依靠光源10R照明的发光强度分布。
接下来,下面将描述用于导光控制部11L的凹部11L1~11L5和导光控制部11R的凹部11R1~11R5中的倾斜角α和β的条件式(1)~(3)的意义。
首先,考虑在光源10L照明的情况下的条件式(1)。在这种情况下,通过导光板1a传播的光优先进入面向光源10L的倾斜面,即,凹部11L1~11L5的倾斜面a11~a15和凹部11R1~11R5的倾斜面b21~b25。这是因为对于从光源10L传播的光而言,凹部11L1~11L5的倾斜面b11~b15隐藏在倾斜面a11~a15后面,并且凹部11R1~11R5的倾斜面a21~a25隐藏在倾斜面b21~b25后面。
因此,凹部11L1~11L5的倾斜角α越大,由在倾斜面a11~a15处的每次反射造成的导光角的增加量越大,结果,该点处的发光量增大。因此,易于调整依靠光源10L的照明的发光强度分布。此外,凹部11R1~11R5的倾斜角β越小,由在倾斜面b21~b25处的每次反射造成的导光角的增加量越小,结果,该点处的发光量减小。因此,倾斜面b21~b25(即,导光控制部11R)对依靠光源10L和导光控制部11L所形成的发光强度分布的影响减小。
对于光源10R照明的情况也是一样,并且通过导光板1a传播的光优先入射至凹部11L1~11L5的倾斜面b11~b15和凹部11R1~11R5的倾斜面a21~a25。这是因为对于从光源10R传播的光而言,倾斜面a11~a15隐藏在倾斜面b11~b15后面,并且凹部11R1~11R5的倾斜面b21~b25隐藏在倾斜面a21~a25后面。因此,凹部11L1~11L5的倾斜角β越小,由在倾斜面b11~b15处的每次反射的导光角造成的增加量越小,结果,该点处的发光量减小。因此,导光控制部11L对依靠光源10R和导光控制部11R所形成的发光强度分布的影响减小了。此外,凹部11L1~11L5的倾斜角α越大,由在倾斜面a21~a25处的每次反射造成的导光角的增加量越大,结果,该点处的发光量增大。因此,易于调整依靠光源10R的照明的发光强度分布。
具体地,当凹部11L1~11L5的倾斜角α增大时,凹部11L1~11L5对来自光源10L的入射光的影响增大,并且当凹部11R1~11R5的倾斜角β减小时,凹部11R1~11R5的影响减小。同样地,当凹部11R1~11R5的倾斜角α增大时,凹部11R1~11R5对来自光源10R的入射光的影响增大,并且当凹部11L1~11L5的倾斜角β减小时,凹部11L1~11L5的影响减小。
接下来,考虑在光源10L照明的情况下的条件式(2)。在这种情况下,由于在较靠近光源10L的位置处,导光控制部11R的凹部11R5的高度H大于导光控制部11L的凹部11L1的高度,所以存在从光源10L的入射光不可避免地入射至倾斜面b25的高可能性。因此,当来自光源10L的光通过在倾斜面b25处的一次反射被发射至导光板1a的外部时,无法通过凹部11L1~11L5来调整发光强度分布。
因此,导出倾斜角β,使得由在倾斜面b25处的反射造成的全反射角大于导光板1a的临界角。换句话说,倾斜角为0°的光被具有倾斜角β的倾斜面b25反射,反射光的全反射角为(90-2β)。另一方面,由于具有折射率n的导光板1a的临界角为sin-1(1/n),所以仅需要建立下面的式(4)。因此,导出上述条件式(2)。
90-2β≥sin-1(1/n) …(4)
通常,从诸如LED的完全漫射光源入射至导光板1a的光的强度分布和角度方向在垂直于倾斜面的方向上最强。因此,当满足条件式(2)时,从依靠凹部11L1~11L5的发光面S2的发光量充足,从而改善了光利用效率。
但是,理想地,在从光源以最宽可能角度发射光的条件下,即,倾斜角等于临界角的光没有通过在倾斜面b25处的一次反射而发射至导光板1a的外部,最容易调整依靠凹部11L1~11L5的发光强度分布而不受倾斜面b25影响。因此,当sin-1(1/n)的倾斜角的入射光被具有倾斜角β的倾斜面b25反射时,全反射角为(90-sin-1(1/n)-2β)。另一方面,由于具有折射率n的导光板的临界角为sin-1(1/n),所以仅需要建立下面的式(5)。因此,导出上述条件式(3)。因此,当满足条件式(3)时,来自依靠凹部11L1~11L5的发光面S2的发光量更充足,从而进一步改善了光利用效率。
90-sin-1(1/n)-2β≥sin-1(1/n) …(5)
如上所述,在该实施方式中,导光控制部11L和11R设置在导光板1a的反射面S1上;因此,来自分别设置在导光板1a的一对侧面上的每个光源10L和10R的光的导向是可控制的。换句话说,将分别具有倾斜面a11~a15和倾斜面b11~b15的凹部11L1~11L5设置为导光控制部11L,并且被配置为,使得凹部11L1~11L5的高度随着距光源10L的距离的增大而增大;因此,允许形成发光强度在靠近和较远离光源10L的位置处分别较弱和较强的不均匀的发光强度分布。此时,由于在凹部11L1~11L5中的倾斜角α和β满足条件式(1),所以使得对来自光源10L的光的影响增大,并且使得对来自光源10R的光的影响减小。另一方面,将具有倾斜面a21~a25和倾斜面b21~b25的凹部11R1~11R5设置为导光控制部11R,并且被配置为,使得凹部11R1~11R5的高度随着距光源10R的距离的增大而增大;因此,允许形成发光强度在靠近和远离光源10R的位置处分别较弱和较强的不均匀的发光强度分布。此时,凹部11R1~11R5中的倾斜角α和β满足条件式(1),使得对来自光源10R的光的影响增大,并且使得对来自光源10L的光的影响减小。因此,允许独立形成依靠光源10L和10R的照明的不均匀发光强度分布。
现在,图4(A)~图4(C)示出了依靠导光控制部11L和11R的高度分布的发光强度分布的实例。图4(C)示出了在彼此中心对称地形成导光控制部11L和11R(参照图4(A))的情况下的发光强度分布,形成了如下高度分布,即,高度H随着距每个光源10L和10R的距离的增大而逐渐增大(参照图4(B))。如图4(C)所示,在仅有光源10L照明的情况下,导光控制部11L的影响占主导;因此,允许形成如通过点划线所示的不均匀发光强度分布。另一方面,在仅有光源10R照明的情况下,导光控制部11R的影响是支配性的;因此,允许形成如通过虚线所示的不均匀发光强度分布。因此,当光源10L和10R都照明时,不均匀发光强度分布彼此叠加,并且允许形成作为整体导光板1a的均匀发光强度分布(图4(C)中通过实线表示)。
接下来,下面将描述本发明的变形例。与上述实施方式一样,通过类似的标号表示类似的组件,并且将不再进一步描述。
变形例1
图5(A)~图5(C)示出了根据本发明变形例1的面光源装置的发光强度分布的实例。在变形例中,在光源10L和10R的不均匀发光强度分布(通过点划线和虚线表示)中,光源10L的发光强度和光源10R的发光强度彼此不同。当这种不均匀发光强度分布彼此叠加时,使得整体发光强度分布连续变化。例如,当光源10L的发光强度和光源10R的发光强度彼此不同时,能够实现这样的整体发光强度分布。
如上所述,导光控制部11L和11R的结构不限于它们彼此中心对称的情况,并且导光控制部11L和11R可以被配置为,使得光源10L的发光强度和光源10R的发光强度彼此不同。由于允许独立形成依靠光源10L和10R的不均匀发光强度分布,所以由于通过彼此叠加不均匀发光强度分布,允许易于形成作为整体导光板的任意发光强度分布。具体地,在设置多个面光源装置并且发光强度在相邻面光源装置之间连续变化从而执行部分驱动的情况下,该变形例是有效的(稍后将详细描述)。
不仅在导光控制部11L的发光强度和导光控制部11R的发光强度彼此不同的情况下可以形成上述任意发光强度分布,而且在光源10L和10R的高度分布彼此不同的情况下,也可以形成上述任意发光强度分布。
变形例2
图6(A)是示出了根据本发明的变形例2的面光源装置的示意结构的透视图,并且图6(B)和图6(C)分别示出了高度分布的实例和发光强度分布的实例。在变形例中,在导光控制部11L-1,除了设置凹部11L1~11L5以使其高度H从靠近光源10L的一侧按顺序增大之外,还将具有小于凹部11L5的高度H的凹部11L6设置在距光源10L最远的位置处,即,最靠近光源10R的位置。另一方面,在导光控制部11R-1中,除了设置凹部11R1~11R5以使其高度H从较靠近光源10R的一侧按顺序增大之外,还将具有小于凹部11R5的高度H的凹部11R6设置在距光源10R最远的位置处,即,最靠近光源10L的位置。
在变形例中,凹部11L1~11L5和凹部11R1~11R5的高度H这样变化,从而分别随着距光源10L和10R的距离的增大而增大;因此,允许独立形成依靠光源10L和10R的不均匀发光强度分布。因此,能够获得与上述实施方式的面光源装置1相同的效果。
此外,在导光控制部11L-1中,将具有比凹部11L5小的高度H的凹部11L6设置在较靠近凹部11L5的光源10R的一侧;因此,如图6(B)所示,形成高度在较靠近光源10R侧的一端以阶梯式方式变化的高度分布(通过点划线表示)。因此,在仅有光源10L照明的情况下,如图6(C)所示,允许形成发光强度在较靠近光源10R侧的一端以阶梯式方式变化的不均匀发光强度分布(通过点划线表示)。
同样地,在导光控制部11R-1中,将具有比凹部11R5小的高度H的凹部11R6设置在较靠近光源10L侧的一端;因此,如图6(B)所示,形成高度在较靠近光源10L侧的一端以阶梯式方式变化的高度分布(通过虚线表示)。因此,在仅有光源10R照明的情况下,如图6(C)所示,允许形成发光强度在较靠近光源10L侧的一端以阶梯式方式变化的不均匀发光强度分布(通过虚线表示)。
因此,当两个光源10L和10R照明从而不均匀发光强度分布彼此叠加时,允许形成发光强度在两端以阶梯式方式变化的发光强度分布(通过图6(C)中的实线表示)。因此,能够防止在导光板两端处的发光强度的急剧变化,从而能够防止亮线(bright line)不均匀性等的产生。
变形例3
图7(A)和图7(B)示出了在根据本发明变形例3的面光源装置中的高度分布和发光强度分布的实例。在该变形例中,如图7(A)所示,导光控制部11L-2和11R-2中的凹部的高度分布在较靠近光源10L和10R侧的端部处平缓地变化。如图7(B)所示,在光源10L和10R单独照明的情况下,允许通过这种结构分别形成发光强度在较靠近光源10L和10R侧的端部处平缓地变化的不均匀发光强度分布(通过点划线和虚线表示)。因此,当两个光源10L和10R都照明从而使不均匀发光强度分布彼此叠加时,允许形成发光强度在导光板两端处平缓地变化的发光强度分布(通过实线表示),从而更有效地防止亮线不均匀性等。
变形例4
图8(A)示出了根据本发明变形例4的面光源装置中的光源10L和导光控制部21L的示意性结构,并且图8(B)示出了导光板的放大视图。为了简化和方便,未示出光源10R和导光控制部21R的透视图。在该变形例中,由多个(在该变形例中为8个)凹部21L0构成导光控制部21L。这些凹部21L0具有如下相同形状,即,具有倾斜角为α的倾斜面a11和倾斜角为β的倾斜面b11(图8(A)中都未示出)以及由倾斜面a11和b11所指定的固定高度H。此外,导光控制部21R被配置为与导光控制部21L中心对称。
随着距光源10L的距离的增大而更密集地设置这种凹部21L0。换句话说,设置凹部21L0,使得其间的间隔r随着距光源10L的距离的增大而逐渐减小。需要注意,如图8(B)所示,通过凹部21L0的宽度q(通过顶点A和B所指定的线段)和间隔r来指定每个凹部21L0的间距p,并且凹部21L0的密度定义为D=q/p。
例如,如图9(A)所示,在导光控制部21L中,设置凹部21L0从而形成一种分布,其中,间隔r随着距光源10L的距离的增大而逐渐减小。因此,在间距p的分布中,间距p随着距光源10L的距离的增大而逐渐减小(参照图9(B)),并且在密度D的分布中,密度D随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大(参照图9(C))。另一方面,导光控制部21R中的间隔r、间距p及密度D的分布与上述导光控制部21L中心对称。
在该变形例中,在导光控制部21L中,随着距光源10L的距离的增大而更密集地设置凹部21L0,因此,随着距光源10L的距离的增大,光更容易在倾斜面a11处反射。因此,在靠近光源10L的位置处的发光量大于距光源10L较远的位置处的发光量。因此,与上述实施方式的情况一样,允许依靠光源10L的照明形成发光强度在靠近和较远离光源10L的位置处分别较弱和较强的不均匀发光强度分布。此外,导光控制部21R中,还允许形成与上述导光控制部21L的不均匀发光强度分布中心对称的不均匀发光强度分布。因此,当光源10L和10R都照明从而使不均匀分布彼此叠加时,允许形成整体上均匀的发光强度分布。
如上所述,不仅能够通过改变导光控制部的凹部的高度,而且能够通过改变凹部之间的间隔来实现发光强度在靠近和远离光源的位置处分别较弱和较强的不均匀发光强度分布。此外,在上述实施方式中,描述了间隔固定并且高度变化的结构作为实例,并且在该变形例中,描述了高度固定并且间隔变化的结构作为实例,但是发明不限于此,并且高度和间隔都可以变化,从而形成均匀发光强度分布。例如,凹部可以被配置为,使得某些凹部以固定间隔设置并且具有不同的高度,而另一些凹部具有固定高度并且以不同间隔设置。
图10(A)~图10(C)示出了与上述的实施方式中所描述的面光源装置1的情况一样的间距p固定并且高度H和宽度q变化的情况。密度D也通过上述面光源装置1以这样的方式变化,从而形成不均匀的发光强度分布。此时,当宽度q太大时,由于亮线的不均匀性,通过具有太大宽度q的凹部所发射的光可能可见。在这种情况下,估算发光不由于亮线的不均匀性可见的宽度q的最大值,并且将宽度q固定为最大值,随后,可以减小间隔r,并且可以增大密度D。另一方面,当宽度q太小时,宽度q会超过制造过程中的加工限制或精度限制。在这种情况下,估算不超过加工限制或精度限制的宽度q的最小值,并且将宽度q固定为最小值,随后,可以增大间隔r,并且可以减小密度D。
变形例5
图11是示出了根据本发明变形例5的面光源装置3的示意性结构的透视图。在面光源装置3中,导光控制部31L和31R设置在导光板3a的反射面S1上。
导光控制部31L控制从光源10L入射至导光板3a的光的导向,并且由多个(该变形例中为5个)凸部(从靠近光源10L侧按顺序为31L1、31L2、31L3、31L4及31L5)构成。导光控制部31R控制从光源10R入射至导光板3a的光的导向,并且由多个(该变形例中为5个)凸部(从靠近光源10R侧按顺序为31R1、31R2、31R3、31R4及31R5)构成。例如,这种导光控制部31L和31R具有如下结构,其中,导光控制部31L的凸部和导光控制部31R的凸部被交替设置。
现在,将参照图12(A)和图12(B)描述上述导光控制部31L和31R的具体结构。面光源装置1等效于通过将为光源10L设置导光控制部31L的结构(参照图12(A))与为光源10R设置的导光控制部31R的结构(参照图12(B))彼此叠加所形成的结构。
如图12(A)和图12(B)所示,除了导光控制部31L的凸部31L1~31L5和导光控制部31R的凸部31R1~31R5为向着反射面S1的底部的凸出之外,导光控制部31L和31R具有与导光控制部11L和11R相同的结构。换句话说,凸部31L1~31L5分别具有面向光源10L的倾斜面a11~a15(第一倾斜面)和面向光源10R(图12(A)中未示出)的倾斜面b11~b15(第三倾斜面)。在该变形例中,倾斜面a11~a15和倾斜面b11~b15分别设置在靠近光源10R和光源10L的侧。倾斜面a11~a15以倾斜角α倾斜,并且倾斜面b11~b15以倾斜角β倾斜。此外,设置凸部31L1~31L5,使其高度H随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大。此外,倾斜角α和β满足上述条件式(1),优选地条件式(1)和(2),更优选地条件式(1)~(3)。对于凸部31R1~31R5也是一样。
需要注意,在该变形例中,“面向光源10L”意味着指向导光板3a中的光源10L。同样地,“面向光源10R”意味着指向导光板3a中的光源10R。
在该变形例中,在来自光源10L的入射光通过导光控制部31L穿过导光板3a向着光源10R传播的过程中,导光角随着在倾斜面a11~a15处的每次反射而逐渐增大,并且当全反射角小于临界角时,光从发光面S2发出。此外,凸部31L1~31L5的高度H被配置为,随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大;因此,来自发光面S2的发光量大于距光源10L较远的一侧。因此,依靠光源10L的照明形成发光强度在靠近和远离光源10L的位置处分别较弱和较强的不均匀发光强度分布。另一方面,同样地,在来自光源10R的入射光通过导光板3a向光源10L传播的过程中,导光角随着在倾斜面a21~a25处的每次反射而逐渐增大,并且当全反射角小于临界角时,入射光从发光面S2发出。此外,凸部31R1~31R5的高度H被配置为,随着距光源10R的距离的增大而逐渐增加;因此,来自发光面S2的发光量大于距光源10R较远的一侧。因此,依靠光源10R的照明形成发光强度在靠近和远离光源10R的位置处分别较弱和较强的不均匀发光强度分布。
此外,当满足条件式(1)时,在光源10L照明的情况下,通过导光板3a传播的光优选入射至面向光源10L的倾斜面,即,凸部31L1~31L5的倾斜面a11~a15和31R1~31R5的倾斜面b21~b25。这是因为对于从光源10L传播的光而言,凸部31L1~31L5的倾斜面b11~b15和凸部31R1~31R5的倾斜面a21~a25隐藏在反射面S1后面。因此,凸部31L1~31L5的倾斜角α越大,由在倾斜面a11~a15处的每次反射造成的导光角的增加量越大,结果,该点处的发光量增大。因此,易于调整依靠光源10L的照明的发光强度分布。此外,凸部31R1~31R5的倾斜角β越小,由在倾斜面b21~b25处的每次反射造成的导光角的增加量越小,结果,该点处的发光量减小。因此,导光控制部31R对依靠光源10L和导光控制部31L所形成的发光强度分布的影响减小了。
对于光源10R照明的情况也是一样,并且通过导光板3a传播的光优选入射至凸部31L1~31L5的倾斜面b11~b15和凸部31R1~31R5的倾斜面a21~a25。这是因为对于从光源10R传播的光而言,凸部31L1~31L5的倾斜面a11~a15和凸部31R1~31R5的倾斜面b21~b25隐藏在反射面S1后面。因此,凸部31L1~31L5的倾斜角β越小,由在倾斜面b11~b15处的每次反射造成的导光角的增加量越小,结果,该点处的发光量减小。因此,导光控制部31L对依靠光源10R和导光控制部31R所形成的发光强度分布的影响减小。此外,凸部31R1~31R5的倾斜角α越大,由在倾斜面a21~a25处的每次反射造成的导光角的增加量越大,结果,该点处的发光量增大。因此,易于调整依靠光源10R的照明的发光强度分布。
如上所述,只要设置在导光板3a的反射面S1上的导光控制部由具有通过倾斜角α和β所指定倾斜面a和b的形状的部分构成即可,所述形状不限于凹形状,并且可以为凸形状。即使在这种情况下,允许获得与上述实施方式的面光源装置1相同的效果。
变形例6
图13(A)和图13(B)示出了在靠近根据本发明的变形例6的面光源装置的光源10L侧上的部分的结构。除了导光控制部设置在导光板4a的发光面S2上之外,该变形例具有与上述实施方式的面光源装置1相同的结构。如图13(A)所示,由多个凹部41L1、…所构成的导光控制部41L可以设置在发光面S2上。可选地,如图13(B)所示,由多个凹部42L1、…所构成的导光控制部42L可以设置在发光面S2上。对于靠近光源10R侧的部分的结构也是一样。此外,可以通过改变凹部或凸部的高度或者通过改变凹部或凸部之间的间隔来形成不均匀发光强度分布。可选地,可以通过改变高度和间隔二者来形成不均匀发光强度分布。即使在导光控制部以这样的方式设置在发光面S2上的情况下,当分别以倾斜角α和倾斜角β形成面向光源10L的倾斜面a11和面向光源10R(图13(A)中未示出)的倾斜面b11,并且满足上述条件式(1),能够获得与上述第一实施方式的面光源装置1相同的效果。
变形例7
图14是示出了根据本发明的变形例7的面光源装置5的示意性结构的透视图。除了导光控制部51L和导光控制部51R分别设置在导光板5a的反射面S1和发光面S2上之外,根据该变形例的面光源装置5具有与上述实施方式的面光源装置1相同的结构。导光控制部51L由多个(该变形例中为5个)凹部51L1~51L5构成,并且凹部51L1~51L5具有与上述面光源装置1的导光控制部11L的凹部11L1~11L5相同的结构。另一方面,导光控制部51R由多个(该变形例中为5个)凹部51R1~51R5构成。在凹部51R1~51R5中,将倾斜角为α的倾斜面a21~a25设置为面向光源10R,并且将倾斜角为β的倾斜面b21~b25设置为面向光源10L。
如上所述,导光控制部51L和51R可以分别设置在彼此不同的反射面S1和发光面S2上。即使在这种结构中,仍能够获取与上述实施方式的面光源装置1相同的效果。
在该变形例中,使用了由具有凹形状的部分所构成的导光控制部;但是,与在上述变形例5的情况下一样,可以使用由具有凸形状的部分所构成的导光控制部。此外,由具有凹形状的部分所构成的导光控制部可以设置在发光面S2和反射面S1的其中一个上,并且由具有凸形状的部分所构成的导光控制部可以设置在另一个上。
变形例8和9
图15(A)~图15(C)示出了根据本发明变形例8的面光源装置中的导光控制部61L和61R的高度H、宽度q及密度D的变化。图16(A)~图16(C)示出了根据本发明变形例9的面光源装置中的导光控制部62L和62R的间隔r、间距p及密度D的变化。导光控制部61L和61R的高度H、宽度q及密度D的变化或导光控制部62L和62R的间隔r、间距p及密度D的变化不限于上述的线性变化,并且可以为曲线变化。因此,易于形成发光强度在远离光源的位置处较强的发光强度分布。
应用例1
接下来,下面将描述用于显示器等的背光6作为上述面光源装置1的应用例。图17(A)是背光6的顶视图,并且图17(B)是背光6的侧视图。例如,通过设置多个面光源装置1使得一个面光源装置1的设置有光源10L的侧面和另一个面光源装置1的设置有光源10R的侧面彼此相对来构成背光6。
当以这种方式设置多个上述面光源装置1时,能够实现允许部分驱动作为部分照明区域的各面光源装置1的显示器。
例如,图18(A)~图18(C)示出了用5个面光源装置1所形成的发光强度分布的实例。如上所述,当形成面光源装置1,使得光源10L的发光强度和光源10R的发光强度彼此不同,或者使得导光控制部11L和11R的高度分布彼此不中心对称时,允许形成作为整个导光板1a的任意连续发光强度分布。因此,如图18(A)~图18(C)所示,允许发光强度在多个面光源装置1之间的边界附近平缓地变化。因此,使部分照明区域之间的边界看起来很自然。
另外,反射片可以设置在面光源装置1的反射面S1上,并且各种光学片可以设置在面光源装置1的发光面S2上。例如,就反射片而言,可以使用白色PET片、漫射反射片、银片、ESR膜等。此外,就光学片而言,可以使用漫射片、漫射板、棱镜片、透镜片、亮度增强膜、偏光板等。
此外,光学组件可以设置在面光源装置1之间的边界部附近。光学组件由上述光学片或诸如反射材料或漫射材料的材料构成。设置光学组件以改善光学特性或面光源装置1之间的边界的外观,并且任意设置。
应用例2
图19是示出了包括上述应用例1的背光6的显示器7的主要部分的结构的透视图。显示器7包括上述应用例1的背光6。显示器7包括由多个面光源装置1所构成的背光6、显示面板70及用于控制每个面光源装置1和显示面板70的电路部71。显示面板70通过调制来自背光6的照明光(发射光Lout)基于图像信号来显示图像,例如,液晶面板70用作显示面板70。
在显示器7中,由于设置了由多个面光源装置1所构成的背光6,所以如上所述,部分照明区域之间的边界看起来很自然。因此,允许改善显示图像质量。
此外,例如,如图20所示,允许形成如下部分照明区域Pb,其中,仅有在对应于具有显示面板70中的图像显示区域的预定亮度以上亮度的图像显示区域(显示图片Pa被显示的区域)的区域中的面光源装置1照明。在以这种方式构成显示器7的情况下,允许根据图像亮度的发光控制(发光强度的调整),并且允许改善显示画面中明暗之间的对比度。
第二实施方式
图22是示出了根据本发明的第二实施方式的面光源装置(面光源装置8)的主要部分的结构的透视图。如上述第一实施方式的面光源装置1的情况一样,例如,多个面光源装置8的设置用作用于液晶显示器等的背光,并且面光源装置8构成部分驱动中的部分照明区域。类似的组件通过与上述第一实施方式类似的标号表示,并且将不再进一步描述。
如上述第一实施方式的面光源装置1的情况一样,例如,通过将光源10L和光源10R沿着平板状导光板8a的x方向分别设置在一对相对的侧面上来构成面光源装置8。此外,与上述第一实施方式的面光源装置1的情况一样,导光板8a包括反射面S1和发光面S2,并且倾斜面a11~a15和倾斜面a21~a25设置在反射面S1上。在下面的描述中,就实施方式中每个倾斜面及其倾斜角而言,为了方便,使用与上述第一实施方式相同的倾斜面和相同的倾斜角;但是,在上述第一实施方式和本实施方式中的倾斜角是独立设定的。
与上述第一实施方式的导光板1的情况一样,导光板8a为用于使来自光源10L和10R的光通过其传播至发光面S2的光学组件。但是,在该实施方式中,反射面S1的表面形状与上述第一实施方式的导光板1a不同。下面,将参照图23描述反射面S1的表面形状。图23是用于描述面光源装置8中倾斜面的高度一级高度差的变化的示图。
如图23所示,在导光板8a中的反射面S1由面向光源10L的倾斜面a11~a15、面向光源10R的倾斜面a21~a25及连接这些倾斜面的平面c10构成。倾斜面a11~a15为具有预定倾斜角(该实施方式中为倾斜角α)的倾斜面,并且倾斜面a11~a15的高度随着距光源10L的距离的增大而增大(例如,h11<h12<h13<h14<h15)。同样地,倾斜面a21~a25为具有预定倾斜角(该实施方式中为倾斜角α)的倾斜面,并且倾斜面a21~a25的高度随着距光源10R的距离的增大而增大(例如,h21<h22<h23<h24<h25)。换句话说,建立下面的条件式(6),其中,从靠近光源10L侧开始的第n个倾斜面anL的高度为hL(n)。同样地,建立下面的条件式(7),其中,从靠近光源10R侧开始的第n个倾斜面anR的高度为hR(n)。
hL(n)≤hL(n+1) …(6)
hR(n)≤hR(n+1) …(7)
此外,在导光板8a的反射面S1中,在光源10L和10R设置在其上的一对侧面之间,倾斜面a11~a15与发光面S2之间的高度差(d11~d15,下文中,简称问“高度差”)变化。同样地,在反射面S1中,从倾斜面a21~a25至发光面S2的高度差(d21~d25)变化。例如,高度差变化,使得导光板8a中心附近的高度差(具体而言,d12、d13、d22及d23)比较大,并且高度差随着距导光板8a端部的距离的减小而逐渐减小。此外,例如,使高度和高度差这样变化,从而在一对侧面之间中心对称。通过这种倾斜面a11~a15和a21~a25的高度和高度差变化,导光板8a的反射面S1在显微镜下具有凸形状。此外,与上述第一实施方式不同,在导光板8a的反射面S1中,不设置倾斜面b11~b15和b21~b25。换句话说,导光板8a的反射面S1的表面形状等效于上述第一实施方式的导光板1a中的倾斜角β为0°的情况下的表面形状。
接下来,下面将描述本发明的功能和效果。
在面光源装置8中,与上述第一实施方式的情况一样,光通过光源10L和10R的照明从每个光源10L和10R入射至导光板8a。入射至导光板8a的每束光通过导光板8a传播,然后从发光面S2发出,从而执行面发光。
此时,由于倾斜面a11~a15和a21~a25设置在反射面S1上,所以与上述第一实施方式的情况一样,来自光源10L的光和来自光源10R的光分别在倾斜面a11~a15处和在倾斜面a21~a25处选择性地反射。此外,由于倾斜面a11~a15的高度h11~h15随着距光源10L的距离的增大而增大,所以此时,来自发光面S2的发光量在距光源10L较远的一侧增大。同样地,由于倾斜面a21~a25的高度h21~h25随着距光源10R的距离的增大而增大,所以来自发光面S2的发光量在远离光源10R的一侧增大。因此,与上述第一实施方式的情况一样,独立形成依靠光源10L的照明的不均匀发光强度分布和依靠光源10R的照明的不均匀发光强度分布。
在该实施方式中,在导光板8a中,倾斜面a11~a15和a21~a25的高度差(d11~d15和d21~d25)变化,并且通过高度差来设计反射面S1的表面形状。下面将参照图24~图26描述设计这种表面形状的过程。图24(A)~图24(C)是用于描述根据上述第一实施方式的导光板1a的表面形状的概念图。图25(A)~图25(C)是示出了设计导光板8a的表面形状的过程的概念图。图26(A)~图26(C)是示出了图25之后的设计过程的概念图。为了简化和方便,将参照作为实例的组合作为面向每个光源的倾斜面的4个倾斜面(a11~a14和a21~a24)的情况进行描述。
首先,就实施方式的比较实例而言,下面将描述根据上述第一实施方式的导光板1a的表面形状。在上述第一实施方式中,通过凹部11L1~11L4控制依靠来自光源10L的光的发光强度分布(参照图24(A)),并且通过凹部11R1~11R4控制依靠来自光源10R的光的发光强度分布(参照图24(B))。凹部11L1~11L4和凹部11R1~11R4彼此叠加,从而形成反射面S1的形状(图24(C))。然后,此时,倾斜面b11~b14和b21~b24的倾斜角β小于倾斜面a11~a14和a21~a24的倾斜角α;因此,图24(A)中对来自光源10R的光的影响和图24(B)中对来自光源10L的光的影响减小了。
如先前所述,为了使倾斜面b11~b14对依靠光源10R的照明的发光强度分布的影响及倾斜面b21~b24对依靠光源10L的照明的发光强度分布的影响最小化,期望其倾斜角β尽可能小。但是,当倾斜角β太小(例如,β=0°)时,在相邻的凹部间产生干涉。因此,期望实现更易于减小由倾斜面b11~b14和b21~b24造成的影响的表面形状。
因此,在该实施方式中,考虑实质上对于发光强度分布的形成有贡献的倾斜面a11~a14(参照图25(A))和倾斜面a21~a24(参照图25(B))的组合。当倾斜面a11~a14和倾斜面a21~a24彼此叠加而没有变化时,形成图25(C)中所示的结构。
为了使这种结构能够实现为反射面S1的表面形状,如图26(A)和图26(B)所示,对齐倾斜面a11~a14和a21~a24的位置。具体而言,移动倾斜面a11~a14和a21~a24的位置,使得相邻倾斜面由平面c10连接。因此,由此获得了如图26(C)中所示的反射面S1的表面形状。具体地,不具有倾斜面b11~b14和b21~b24的表面形状,换句话说,实现了倾斜角β为0°的表面形状。因此,当光源10L照明时,通过倾斜面a11~a15独立调整发光量,并且当光源10R照明时,通过倾斜面a21~a25独立调整发光量。
如上所述,在该实施方式中,由于面向光源10L的倾斜面a11~a15和面向光源10R的倾斜面a21~a25设置在导光板8a的反射面S1上,所以能够控制来自设置在导光板8a的一对侧面上的光源10L和光源10R的每束光。此时,倾斜面a11~a15的高度随着距光源10L的距离的增大而增大,因此,允许形成发光强度在靠近和远离光源10L的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。另一方面,倾斜面a21~a25的高度随着距光源10R的距离的增大而增大,因此,允许形成发光强度在靠近和远离光源10R的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。因此,允许独立形成依靠光源10L和10R的照明的不均匀发光强度分布。因此,能够获取与上述第一实施方式相同的效果。
此外,在该实施方式中,反射面S1具有倾斜面a11~a15和a21~a25的高度差变化的表面形状,即,有效地设置实质上对于发光强度分布的形成有贡献的倾斜面a11~a15和a21~a25的表面形状。由于这种表面形状等效于上述第一实施方式中倾斜面b11~b15和b21~b25的倾斜角β为0°的表面形状,所以比上述第一实施方式更简单地独立形成了依靠光源10L和10R的照明的不均匀发光强度分布。
接下来,下面将描述上述第二实施方式的变形例(变形例10和11)。类似的组件通过与上述第一实施方式和第二实施方式的面光源装置1和8类似的标号表示,并且将不再进一步描述。
变形例10
图27示出了根据变形例10的面光源装置(面光源装置9)的示意性结构。与上述第二实施方式的面光源装置8的情况一样,在面光源装置9中,导光板9a包括倾斜面a11~a15和a21~a25,并且这些倾斜面的高度和高度差随着距光源10L和10R的距离而变化。但是,变形例由于如下事实而区别于上述第二实施方式,即,这种倾斜面a11~a15和a21~a25设置在发光面S2上。
在变形例中,与上述第二实施方式的情况一样,通过这种结构,依靠光源10L和10R的照明进入导光板9a的每束光通过导光板9a传播,然后从发光面S2发出,从而执行面发光。此外,此时,与上述第一实施方式和第二实施方式的情况一样,通过改变倾斜面a11~a15的高度独立形成依靠光源10L的照明的不均匀发光强度分布和依靠光源10R的照明的不均匀发光强度分布。
在导光板9a中,与上述第二实施方式的情况一样,倾斜面a11~a15和a21~a25的高度差变化,并且在变形例中,通过高度差来设计发光面S2的表面形状。下面,将参照图28和图29描述设计这种表面形状的过程。图28(A)~图28(C)和图29(A)~图29(C)是示出了导光板9a的表面形状的设计过程的概念图。此处,为了简化和方便,将描述组合作为面向每个光源的倾斜面的4个倾斜面(a11~a14和a21~a24)的情况作为实例。
而且,在变形例中,与上述第二实施方式的情况一样,考虑实质上对于发光强度分布的形成有贡献的倾斜面a11~a14(图28(A))和倾斜面a21~a24(图28(B))的组合。当倾斜面a11~a14和倾斜面a21~a24彼此叠加而不变化时,假设图28(C)中所示的结构。为了使这种结构能够实现为发光面S2的表面形状,如图29(A)和图29(B)所示,与上述第二实施方式的情况一样,对齐倾斜面a11~a14和a21~a24的位置。因此,由此获得了如图29(C)中所示的发光面S2的表面形状。
如上所述,倾斜面a11~a15和a21~a25可以设置在发光面S2上,而且,在还是这种情况下,能够获取与上述第二实施方式的面光源装置8相同的效果。
变形例11
图30是示出了根据变形例11的面光源装置(面光源装置12)的示意性结构的透视图。在该变形例中,倾斜面a11~a15和a21~a25设置在导光板12a的反射面S1和发光面S2二者上。换句话说,面光源装置12具有如下结构,其中,上述第二实施方式中的反射面S1的表面形状与上述变形例10中的发光面S2的表面形状相组合。倾斜面a11~a15和a21~a25可以以这种方式设置在反射面S1和发光面S2二者上,而且在这种情况下,能够获取与上述第二实施方式的面光源装置8相同的效果。
尽管在上述第二实施方式和变形例10和11中,描述了如下结构作为实例,其中,倾斜面设置在导光板的发光面S2或反射面S1上,使得导光板在显微镜下具有凸形状(向导光板的外部凸出),导光板可以具有凹形状。换句话说,可以形成向导光板内部凹入从而形成凸形状的形状。在这种情况下,与图26(A)~图26(C)所示的情况一样,在对齐倾斜面的高度的过程中,可以向导光板的内部移动倾斜面的位置。此外,发光面S2和反射面S1的其中一个可以具有凸形状,并且另一个可以具有凹形状。
此外,描述了导光板的发光面S2或反射面S1中的倾斜面的高度变化的情况作为实例,但是本发明不限于此,并且例如能够被应用于如上述变形例4中所描述的改变密度的情况。在改变密度的情况下,具有相等高度h11的倾斜面a11的密度可以随着距光源的距离而变化。
例如,如图31所示,导光板的发光面S2具有如下表面形状,其中,对于依靠光源10L的发光强度分布有贡献的倾斜面a11的组合c11~c16和对于依靠光源10R的发光强度分布有贡献的倾斜面a21的组合c21~c26彼此叠加。平面c10设置在倾斜面a11之间或倾斜面a11与倾斜面a21之间。
在组合c11~c16中,倾斜面a11的个数随着距光源10L的距离的增大而逐渐增大(在该变形例中逐个增大),并且1个倾斜面a11、2个倾斜面a11、…、6倾斜面a11分别包含在组合c11、c12、…、c16中。同样地,在组合c21~c26中,也设置倾斜面a21,使得倾斜面a21的个数随着距光源10R的距离的增大而逐渐增大(在该变形例中逐个增大)。另外,与上述第二实施方式的情况一样,倾斜面a11与反射面S1之间的高度差和倾斜面a21与反射面S1之间的高度差在导光板中心附近较大,并且发生这样的变化,从而随着距导光板端部的距离的减小而逐渐减小。
通过这种倾斜面a11和a21的密度和高度差变化,发光面S2在显微镜下具有凸形状。因此,即使在通过密度的变化形成不均匀发光强度分布的情况下,也仅允许有效地设置实质上对于发光强度分布的形成有贡献的倾斜面。因此,能够获得与上述第二实施方式等相同的效果。
第三实施方式
图32是示出了根据本发明第三实施方式的面光源装置(面光源装置13)的主要部分的结构的透视图。图33(A)是从发光面S2侧所观察的面光源装置13的平面图,并且图33(B)和图33(C)是面光源装置13的侧视图。与上述第一实施方式的面光源装置1的情况一样,多个面光源装置13的设置用作用于液晶显示器等的背光,并且面光源装置8构成部分驱动中的部分照明区域。类似的组件通过与上述第一实施方式类似的标号表示,并且将不再进一步描述。
面光源装置13包括导光板单元13a,其中,沿着y方向设置沿着x方向延伸的多个(例如,12个)导光部13a1。多个(例如,6个)光源10L和多个(例如,6个)光源10R分别设置在导光板单元13a的一对侧面上。
与上述第一实施方式的导光板1a的情况一样,每个导光部13a1为用于允许来自光源10L(或光源10R)的光通过其传播至发光面的光学组件,并且例如由诸如丙烯酸或聚碳酸酯的透明树脂构成。每个导光部13a1包括发光面S20、反射面S10及彼此相对的一对侧面(第一侧面131和第二侧面132),并且具有其厚度从第一侧面131至第二侧面132逐渐减小的形状,即,楔形形状。
在导光部13a1的反射面S10上执行例如雕刻、点加工、点印刷或棱镜加工(未示出)的各种用于光提取的加工。通过这些种类的加工形成来自发光面S20的发射光的期望的发光强度分布。具体而言,这样执行加工,使得来自发光面S20的发光量随着距光源10L(或光源10R)的距离的增大(换句话说,随着距第一侧面131的距离的增大)而增大。例如,这样执行加工,使得随着距光源距离的增大而增大点图案的密度,或者随着距光源的距离的增大而增大棱镜的密度或高度。不仅可以在反射面S10上,而且可以在发光面S20上执行这样的加工。
在该实施方式中,设置上述多个导光部13a1,从而交替改变其方向(下文中,简称为“交替设置”),使得一个导光部13a1的第一侧面131与另一个导光部13a1的第二侧面132彼此相邻。光源设置在以这种方式交替设置的多个导光部13a1的每个第一侧面131上。换句话说,导光板单元13a中的每个侧面由交替设置的第一侧面131和第二侧面132构成。此外,在导光板单元13a中,设置在一个侧面上的光源(10L)和设置在另一个侧面上的光源(10R)以交错方式设置,从而彼此不面对。但是,在该实施方式中,通过使用注入成型法等将这些多个导光部13a1(导光板单元13a)形成为一体。在该实施方式中,通过将光源10L设置在第一侧面131上所构成的导光部13a1对应于本发明的“第一导光部”,并且通过将光源10R设置在第一侧面131上所构成的导光部13a1对应于本发明的“第二导光部”。
接下来,下面将描述该实施方式的功能和效果。
在面光源装置13中,与上述第一实施方式的情况一样,当每束光依靠光源10L的照明和光源10R的照明分别从光源10L和光源10R入射至导光板单元13a中时,每束入射光沿着对应于导光部13a1的形状传播。换句话说,光通过每个导光部13a1从第一侧面131向着第二侧面132传播。因此,每个导光部13a1在发光面S20上执行面发光。
此时,在每个导光部13a1的反射面S10上执行加工,使得来自发光面S20的发光量随着距第一侧面131距离的增大而增大,因此,在每个导光部13a1中独立形成不均匀发光强度分布。因此,在通过交替设置这种导光部13a1所构成的导光板单元13a中,独立形成依靠光源10L的照明的不均匀发光强度分布和依靠光源10R的照明的不均匀发光强度分布。
此外,在该实施方式中,由于每个导光部13a1的厚度从第一侧面131至第二侧面132逐渐减小,所以与上述第一实施方式相比,改善了光利用效率。下面将描述其原因。
首先,就该实施方式的比较实例而言,下面将描述根据上述第一实施方式的导光板1a的表面形状。如上所述,通过将控制依靠光源10L的发光强度分布的凹部11L1~11L5与控制依靠光源10R的发光强度分布的凹部11R1~11R5叠加在一个组件中来构成导光板1a(参照图1)。具体地,导光板1a具有光从其一对侧面的每个入射的结构,换句话说,设置光源10L和10R使其彼此相对的结构。因此,使得导光板1a形成中心对称形状,例如,平面形状。
但是,在这种平面形导光板1a中,在设置在一个侧面上的光源10L照明的情况下,通过导光板1a传播的光的一部分可能穿过另一个侧面(靠近光源10R的侧面)而泄漏至外部(下文中,简称为“光泄漏”)。同样地,在光源10R照明的情况下,可能从靠近光源10L的侧面发生光泄漏。因此,在上述第一实施方式的导光板1a中,存在改善光利用效率的余地。
因此,在该实施方式中,由于每个导光部13a1具有其厚度从第一侧面131至第二侧面132逐渐减小的形状,所以从第一侧面131入射的光几乎不会从第二侧面132泄漏。因此,与上述第一实施方式相比,改善了光利用效率。
如上所述,在该实施方式中,在导光板单元13a中,交替设置(被加工为随着距第一侧面131距离的增大而增大发光量的)导光部13a1,并且光源10L(或10R)设置在每个导光部13a1的第一侧面131上。因此,允许独立形成基于导光部13a1的表面形状的不均匀发光强度分布。因此,能够获取与上述第一实施方式相同的效果。
此外,由于每个导光部13a1具有其厚度从第一侧面131至第二侧面132逐渐减小的形状,所以能够防止从第二侧面132发生光泄漏。因此,与上述第一实施方式相比,允许改善光利用效率。这使得所设置的光源10L和10R的个数减少,并且在成本降低或功耗减小方面十分有利。
接下来,下面将描述上述第三实施方式的变形例(变形例12~16)。类似组件通过与上述第一和第三实施方式的面光源装置1和13类似的标号表示,并且将不再进一步描述。
变形例12
图34是示出了根据变形例12的面光源装置(面光源装置14)的主要部分的结构的透视图。图35(A)是从发光面S2侧所观察的面光源装置14的平面图,并且图35(B)和图35(C)是面光源装置14的侧视图。
与上述第三实施方式的面光源装置13的情况一样,面光源装置14包括导光板单元14a及分别设置在一对侧面上的多个(例如,4个)光源10L和多个(例如,4个)光源10R。通过沿着y方向设置多个(例如,8个)导光部14a1构成导光板单元14a,并且通过使用注入成型法等将多个导光部14a1形成为一体。
与上述第三实施方式的导光板13a1的情况一样,每个导光部14a1为允许来自光源10L(或光源10R)的光通过其传播至发光面的光学组件。此外,每个导光部14a1包括发光面S20、反射面S10及一对侧面(第一侧面141和第二侧面142),并且具有其厚度从第一侧面141至第二侧面142减小的锲形形状。此外,在导光部14a1的反射面S10上执行与在上述第三实施方式的导光部13a1的反射面S10上所执行的加工相同的加工。交替设置多个这种导光部14a1,并且光源(10L或10R)设置在每个第一侧面141上。换句话说,在导光板单元14a中,其每个侧面也由交替设置的第一侧面141和第二侧面142构成,并且以交错方式设置光源10L和光源10R,使其彼此不相对。
但是,在变形例中,每个导光部14a1具有其宽度从第一侧面141至第二侧面142逐渐增大的表面形状。换句话说,每个导光部14a1的发光区从第一侧面141逐渐扩展至第二侧面。
在变形例中,与上述第三实施方式的情况一样,允许通过这种结构独立形成每个导光部14a1中的不均匀发光强度分布,并且与上述第一实施方式相比,允许通过锲形形状改善光利用效率。因此,能够获取与上述第三实施方式的面光源装置13相同的效果。此外,由于导光部14a1的宽度从第一侧面141扩展至第二侧面142,所以第二侧面142上的发光面积增大,并且有效地增大了距光源较远一侧的发光量。因此,易于形成发光强度在靠近和远离光源的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。
变形例13
图36(A)是从发光面S2侧所观察的根据变形例13的面光源装置(面光源装置15)的平面图,并且图36(B)和图36(C)是面光源装置15的侧视图。
与上述第三实施方式的面光源装置13的情况一样,面光源装置15包括导光板单元15a以及分别设置在一对侧面上的多个(例如,6个)光源10L和多个(例如,6个)光源10R。通过沿着y方向设置多个(例如,12个)导光部15a1构成导光板单元15a,并且通过使用注入成型法等将多个导光部14a1形成为一体。每个导光部15a1为允许来自光源10L(或光源10R)的光通过其传播至发光面的光学组件。此外,每个导光部15a1包括发光面S20、反射面S10及一对侧面(第一侧面151和第二侧面152),并且具有其厚度从第一侧面151至第二侧面152减小的锲形形状。此外,在导光部15a1的反射面S10上执行与在上述第三实施方式的导光部13a1的反射面S10上所执行的加工相同的加工。交替设置多个这样的导光部15a1,并且光源(10L或10R)设置在每个第一侧面151上。换句话说,在导光板单元15a中,每个侧面也由交替设置的第一侧面151和第二侧面152构成,并且以交错的方式设置光源10L和光源10R,使其彼此不相对。
但是,在该变形例中,在多个导光部15a1的相邻导光部15a1之间沿着x方向设置狭缝15S。例如,与导光板单元15a的成型一起同时形成狭缝15S,并且将狭缝15S形成为,使得导光部15a1彼此不完全分离。另外,与该变形例的情况一样,可以沿着x方向线性地设置狭缝15S,但是本发明不限于此,例如,狭缝15S可以仅设置在导光部15a1之间的部分区域中,从而整体上形成虚线或点划线。可选地,狭缝15S可以具有波浪形状。
狭缝15S可以以这种方式设置在相邻导光部15a1之间,并且在这种情况下,也能获得与上述第三实施方式相同的效果。
变形例14
图37(A)是根据变形例14的面光源装置(面光源装置16)中一个导光组件的透视图,并且图37(B)是示出了面光源装置16的主要部分的结构的透视图。
与上述第三实施方式的面光源装置13的情况一样,面光源装置16包括导光板单元16a及分别设置在一对侧面上的多个光源10L和多个光源10R。但是,在该变形例中,通过沿着y方向设置作为分体部件而成型的多个导光组件16a1来构成导光板单元16a。每个导光组件16a1为允许来自光源10L(或光源10R)的光通过其传播至发光面的光学组件。此外,每个导光组件16a1包括发光面S20、反射面S10及一对侧面(第一侧面161和第二侧面162),并且具有其厚度从第一侧面161至第二侧面162逐渐减小的锲形形状。此外,在导光组件16a1的反射面S10上执行与在上述第三实施方式的导光部13a1的反射面S10上所执行的加工相同的加工。多个这种导光组件16a1彼此连接从而交替设置,并且光源(10L或10R)设置在每个第一侧面161上。换句话说,在导光板单元16a中,每个侧面也由交替设置的第一侧面161和第二侧面162构成,并且以交错图案的方式设置光源10L和光源10R,使其彼此不相对。
作为分体部件而成型并彼此连接的导光组件16a1可以用作导光板单元16a,而且,在这种情况下,能够获得与上述第三实施方式相同的效果。
变形例15和16
图38(A)是从第一侧面(第一侧面171)侧所观察的根据第三实施方式的导光部13a1的变形例(变形例15)的导光部的侧视图,并且图38(B)是从第二侧面(第二侧面172)侧所观察的导光部的侧视图。图39(A)是从第一侧面(第一侧面181)侧所观察的根据变形例16的导光部的侧视图,并且图39(B)是从第二侧面(第二侧面182)侧所观察的导光部的侧视图。
与上述第三实施方式中的导光部13a1的情况一样,根据变形例15和16的导光部为允许来自光源10L(或光源10R)的光通过其传播至发光面的光学组件。此外,包导光部均括发光面S20、反射面S10、第一侧面171或181及第二侧面172或182,并且光源(10L或10R)设置在第一侧面171或181上。此外,导光部均具有其厚度从第一侧面171或181至第二侧面172或182减小的锲形形状,并且在反射面S10上执行与在上述第三实施方式的导光部13a1上所执行的加工相同的加工。
如图38(A)和图38(B)所示,在变形例15中,对靠近导光部的发光面S20侧上的角进行倒角,使其具有平坦表面(倒角部17M)。此外,如图39(A)和图39(B)所示,在变形例16中,对靠近导光部的发光面S20侧上的角进行倒角,使其具有圆形角(倒角部18M)。
可以以这种方式在靠近导光部的发光面S20侧上执行倒角。在这种情况下,能够获得与上述第三实施方式相同的效果,并且使导光部之间的边界的亮度变化平缓,从而允许形成作为整个导光板单元的亮度不均匀性降低的发光强度分布。倒角部可以具有平坦表面或曲面表面。
尽管在上述第三实施方式的变形例12~16中,描述了在固定方向上交替设置8个或12个导光部的结构作为实例,但是导光部的个数不限于此,可以为2个以上。当一个光源(10L或10R)设置在导光板单元的一对侧面的每个上时,能够获得与上述第三实施方式相同的效果。但是,在导光板单元中,在各导光部中所形成的不均匀发光强度分布彼此叠加,从而由此形成发光;因此,为了实现自然的叠加,优选地,导光部的个数(分割数)较大。
此外,在上述第三实施方式等中,描述了交替设置具有相同形状的导光部的情况作为实例,但是导光部的形状不需要彼此一致。例如,允许来自光源10L的光通过其传播的导光部和允许来自光源10R的光通过其传播的导光部可以具有不同的厚度、宽度等。因此,允许形成依靠光源10L和10R的照明的不同的发光强度分布,并且当发光强度分布彼此叠加时,允许形成各种发光强度分布。
此外,在上述第三实施方式等中,描述了每个导光部具有其反射面倾斜的锲形形状的情况;但是每个导光部可以具有其发光面倾斜的锲形形状。
尽管参照实施方式和变形例及其应用例描述了本发明,但是本发明不限于此,可以进行各种变形。例如,在上述实施方式等中,就导光控制部的多个凹部或凸部中的每个而言,描述具有三角形截面形状的棱镜状部件作为实例,但是凹部或凸部的形状不限于此。例如,凹部或凸部可以具有R形状,其中,三角截面形状的顶点部具有曲率。此外,任意其它截面形状(例如,梯形形状)可以被使用。换句话说,仅需要形成通过满足预定条件式的倾斜角α和β所指定的两个倾斜面a和b,从而分别面向光源10L和10R。
此外,在上述实施方式等中,描述导光控制部的多个凹部(凸部)中倾斜角α和β彼此相等的情况作为实例,但是在凹部中,倾斜角α和β不需要彼此相等。换句话说,仅需要在每个凹部中设定满足上述条件式(1)~(3)的倾斜角。
此外,在上述实施方式等中,描述使用具有均匀厚度的平板状导光板的结构作为实例,但是导光板的厚度不需要均匀。例如,如图21(A)和图21(B)所示,导光板6a的厚度可以在分别设置有光源10L和10R的侧面之间变化。具体而言,导光板6a的中心部的厚度可以大于其端部的厚度。例如,如图21(A)和图21(B)所示,厚度可以曲线地(除了线性函数方式之外)或线性地(线性函数方式)变化。此外,可以在导光控制部设置在反射面S1上的情况下,通过如图21(A)所示地形成曲面发光面S2,并且在导光部设置在发光面S2上的情况下通过如图21(B)所示地形成曲面反射面S1来改变厚度。当导光板6a的厚度以这种方式被变化时,易于形成上述不均匀发光强度分布。下面将参照图21(A)描述其原因。
首先,考虑光源10L照明的情况。在靠近导光板6a的光源10L一侧的区域6a-1中,导光板6a的厚度随着距光源10L距离的增大而增大,并且通过倾斜的顶面和底面,与发光面S2的法线方向(z轴方向)相比,被导向的光更容易向面内方向(xy面方向)全反射。因此,在区域6a-1中,光很不容易发射至导光板6a的外部。另一方面,在靠近导光板6a的光源10R一侧的区域6a-2中,导光板6a的厚度随着距光源10L距离的增大而减小,因此,通过其倾斜的顶面和底面,与发光面的面内方向(xy面方向)相比,被导向的光更容易在法线方向(z轴方向)全反射。因此,在区域6a-2中,光很容易发射至导光板6a的外部。因此,通过导光板6a的上述形状易于形成发光强度在靠近和远离光源10L的位置处较弱和较强的不均匀发光强度分布。另一方面,在光源10R照明的情况下,由于相同的原因也易于形成不均匀发光强度分布。
此外,在上述实施方式等中,可以使用发光的任意光源。不需要所有光源以一个或相同波长范围发光。例如,可以使用发出具有蓝色波长的光的光源、发出具有绿色波长的光的光源及发出具有红色波长的光的光源。其可以用作单独光源,或者可以封装在一个单元中以用作一个光源。
此外,可以使用发出具有蓝色和绿色波长的光的光源及发出具有红色波长的光的光源。其可以用作单独光源,或者可以封装在一个单元中以用作一个光源。此外,可以使用发出具有蓝色和红色波长的光的光源及发出具有绿色波长的光的光源。其可以用作单独光源,或者可以封装在一个单元中以用作一个光源。此外,可以使用两种类型的光源,即,发出具有绿色和红色波长的光的光源及发出具有蓝色波长的光的光源。其可以用作单独光源,或者可以封装在一个单元中以用作一个光源。
此外,例如,可以将发出蓝色光的光源和在光激发下发出黄色光的磷光体封装在一个单元中以用作一个光源。此外,例如,可以将发出蓝色光的光源和在光激发下发出绿色光和红色光的磷光体封装在一个单元中以用作一个光源。
此外,例如,可以将发出蓝色光的光源、发出绿色光的光源及在光激发下发出红色光的磷光体封装在一个单元中以用作一个光源。例如,可以将发出蓝色光的光源、发出红色光的光源及在光激发下发出绿色光的磷光体封装在一个单元中以用作一个光源。
此外,从(通过使用发出蓝色光的光源,并且形成在光激发下发出黄色光的片状的磷光体,并将磷光体与光学片等一起使用所构成的)背光发出白光。此外,例如,从(通过使用发出蓝色光的光源,并且形成在光激发下发出黄色光的片状的磷光体,并将磷光体与光学片等一起使用所构成的)背光可以发出白光。
此外,例如,从(通过使用发出蓝色光的光源和发出绿色光的光源,并且形成在光激发下发出红色光的片状的磷光体,并将磷光体与光学片等一起使用所构成的)背光可以发出白光。此外,例如,从(通过使用发出蓝色光的光源和发出红色光的光源,并且形成在光激发下发出绿色光的片状的磷光体,并将磷光体与光学片等一起使用所构成的)背光可以发出白光。
另外,来自光源的光不限于可见光,例如,可以为红外光或紫外光的非可见光。
Claims (8)
1.一种面光源装置,包括:
导光板单元,包括发光面和一对相对的侧面,并且通过设置多个导光部来构成;以及
光源,设置在所述导光板单元的所述一对侧面中的两个上,
其中,每个所述导光部包括彼此相对的第一侧面和第二侧面,具有其厚度从所述第一侧面至所述第二侧面逐渐减小的形状,并且被配置为使得发光量随着距所述第一侧面距离的增大而增大,
所述光源设置在每个所述导光部的所述第一侧面上,并且
所述多个导光部包括通过将所述第一侧面和所述第二侧面分别设置在所述导光板单元的一个侧面和另一个侧面上所构成的第一导光部,以及通过将所述第二侧面和所述第一侧面分别设置在所述导光板单元的所述一个侧面和所述另一个侧面上所构成的第二导光部。
2.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
以交替设置的方式设置多个所述第一导光部和多个所述第二导光部。
3.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
所述第一侧面和第二侧面的宽度彼此相等。
4.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
所述第二侧面的宽度大于所述第一侧面的宽度。
5.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
将所述第一导光部和第二导光部成型为一体。
6.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
在所述第一导光部和第二导光部之间设置沟槽。
7.根据权利要求1所述的面光源装置,其中,
将所述第一导光部和第二导光部成型为分体部件。
8.一种显示器,包括:
面光源装置,以及
显示部,通过调制来自所述面光源装置的光,基于图像信号来显示图像,
所述面光源装置包括:
导光板单元,包括发光面和一对相对的侧面,并且通过设置多个导光部来构成;以及
光源,设置在所述导光板单元的所述一对侧面中的两个上,
其中,每个所述导光部包括彼此相对的第一侧面和第二侧面,并且具有其厚度从所述第一侧面至所述第二侧面逐渐减小的形状,并且被配置为使得发光量随着距所述第一侧面距离的增大而增大,
所述光源设置在每个所述导光部的所述第一侧面上,并且
所述多个导光部包括通过将所述第一侧面和所述第二侧面分别设置在所述导光板单元的一个侧面和另一个侧面上所构成的第一导光部,以及通过将所述第二侧面和所述第一侧面分别设置在所述导光板单元的所述一个侧面和所述另一个侧面上所构成的第二导光部。
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