CN106796002B - 面光源照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于,提供一种可得到作为背光灯用而要求的方向控制并且对于使用环境中的振动、大的温度变化也可得到稳定的动作的面光源照明装置。在该面光源照明装置中,使从光源部(2a)入射的线状的光经由具有光入射透镜和百叶板部的光入射部(3a)入射到导光板(1)的端面(1L),因此对于使用环境的振动、温度变化也能够维持高可靠性。进而,在导光板(1)中,使被设置在背面的第一导光图案(4A)反射的光被同样设置在背面的第二导光图案(4B)反射而设定射出方向,从而从导光板(1)的正面以目标分布特性射出。

Description

面光源照明装置
技术领域
本公开涉及主要用于车载用的液晶显示器、室内室外展示用的指示牌等的背光灯光源用的面光源照明装置。
背景技术
使用了发光二极管(Light Emitting Diode,以下称为LED)的背光灯光源与使用了冷阴极管的背光灯光源相比具有薄型、轻量、效率高等优点,因此,近年来被广泛采用。
为实现更薄型,相对于将LED光源配置在液晶监视器、显示器的正下方的直下方式,边缘光方式当前成为主流,在该边缘光方式中,使用在薄的丙烯酸、聚碳酸酯板的背面刻有微小的图案的导光板,使光从该导光板的端面入射,从而使导光板的正面进行面发光。
在边缘光方式中,以下方面受到重视:使从LED芯片等光源辐射的光入射到导光板并将其向所要求的方向进行配光控制,以及不在导光板上产生亮线、不均匀等斑点而均匀地进行发光。为此,在使光入射到导光板时使光均匀地入射,并适当地配置导光板的图案,由此,能够在不产生亮度斑点、暗线的情况下控制为所要求的配光。
在图9A和图9B示出以往的面光源照明装置的结构。在以往的面光源照明装置中,如图9A所示,LED32的光经由光入射透镜33从导光板34的入射端面35导入到内部,并如图9B所示,光在导光板34的背面的平面部36被反射且行进至相反侧。
在平面部36刻有导光图案37。导光板34由丙烯酸、聚碳酸酯等树脂材料制成,因此,由于与空气的折射率之差,以大约41°以上的入射角度进行全反射。光在导光板34的内部进行导光的中途照射在导光图案37而从导光图案37向导光板34的正面进行反射,由此该部分进行发光。
在导光板34的整个背面以特定的间距刻有这样的导光图案37,从而在各处向导光板34的正面产生反射,在导光板34的正面整体进行发光。
来自LED32的光一般呈辐射状产生,在这样的光入射到导光板34并照射到导光图案37的情况下,根据入射角度,不是反射到导光板34的正面,而是从导光图案37倾斜地向导光板34的正面或倾斜地向导光板34的背面反射,从而来自面光源照明装置的辐射光将扩展。
因此,通过在导光板34前插入设计为大致成为平行光的光入射透镜33,从而使接近平行的光入射到导光板34。光入射透镜33也由丙烯酸、聚碳酸酯等具有透光性的材质构成为板状,并通过并列地排列多个光入射透镜33,从而成为光入射透镜阵列38。从LED32辐射的光通过透射各光入射透镜33而变换为大致平行光,并从入射端面35入射到导光板34内。由此,对导光图案37倾斜地照射的光减少,能够向导光板34的正面对光进行方向控制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-233416号公报
发明内容
在一般的民用的液晶监视器、显示器中,最受到重视的是,在其正面方向上出现亮度的最大值,且从正面方向进行观察时的均匀性。相对于此,在车载用中,关于光的方向控制,根据其使用用途不仅要求向正面的控制,还要求向特定的方向的控制。例如,在作为速度计等模拟显示的替代品使用的显示器中,当光向正面的上方射出时,光会在前窗反射而进入到视场,因此需要遮光的罩,成为降低美观性的主要原因。因此,优选光不向正面的上方射出,而是从正面向下方的附近射出。
此外,在室内、室外进行展示的数字指示牌用的面光源照明装置中,在设置于高处的情况下,相比正面的亮度高的情况,更要求正面的下方向的亮度高,使得容易映入到人的眼睛。
进而,在车载用的情况下,对面光源照明装置的大小的限制大,进而必须应对振动、使用温度环境的变化等,对面光源照明装置的构成条件的限制也大。
在图9A和图9B所示的面光源照明装置中,成为在LED32与导光板34之间插入了光入射透镜33的方式,按照光入射透镜33的宽度的量,LED32与导光板34之间的距离增加。由此,成为液晶监视器、显示器的框的边框(ベゼル)部分的宽度增大,不仅美观性降低,而且因为在车载用途中存在尺寸的限制,所以产生无法搭载的情况。
此外,在车载使用时振动对策变得重要。如果只是LED32和导光板34的结构,由振动造成的位置偏移的影响小,但是由于在它们之间插入了光入射透镜33,所以相对位置偏移的影响增大。
此外,在车载中温度环境苛刻,要求-30℃以上且+85℃以下的使用环境。此时会产生热收缩,由于材料的热膨胀系数之差而产生相对位置偏移。在该情况下,由于光入射透镜33插入到LED32与导光板34之间,所以相对位置偏移造成的影响也增大。
本公开用于解决上述的以往的课题,其目的在于,提供一种能够将光的射出方向控制为在车载用的显示器等中要求的特定的方向的面光源照明装置。
在本公开的面光源照明装置中,使来自光源部的光入射到导光板的端面,并使光在导光板的内部传播而从导光板的正面和背面中的正面射出,面光源照明装置具备光源部,光源部具有隔开间隔配置在导光板的端面的长边方向上的多个光源。在该面光源照明装置中,还在从光源部入射光的导光板的背面设置有相对于来自光源部的光的入射方向在第一倾斜方向上具有直线的凹槽组的第一导光图案,并在导光板的所述背面设置有在与第一导光图案不同的第二倾斜方向上具有直线的凹槽组的第二导光图案。该面光源照明装置使由第一导光图案反射的光进一步被第二导光图案反射,从而使光从导光板的正面射出。
根据该面光源照明装置,使被设置在导光板的背面的第一导光图案反射的光被同样设置在背面的第二导光图案反射,从而能够设定射出方向,并能够使光从导光板的正面以目标分布特性射出。
附图说明
图1A是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的主视图。
图1B是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的仰视图。
图1C是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的后视图。
图2A是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的光入射部的放大俯视图。
图2B是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的光入射部的侧视图。
图3是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的百叶板部的放大立体图。
图4A是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的主视图。
图4B是用IVB-IVB线对本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置进行剖切的放大剖视图。
图4C是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置中的导光板背面的、第一导光图案的放大剖视图。
图4D是用IVD-IVD线对本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置进行剖切的放大剖视图。
图4E是本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置中的导光板背面的第二导光图案的放大剖视图。
图5A是用于说明本公开的面光源照明装置的实施方式1的第一导光图案、第二导光图案对光的反射状态的放大立体图。
图5B是用于说明本公开的面光源照明装置的实施方式1的第一导光图案、第二导光图案对光的反射状态的侧视图。
图6是用于说明从本公开的面光源照明装置的实施方式1的导光板射出的光的分布和射出方向的立体图。
图7A是从以往的面光源照明装置的导光板射出的光的亮度的上下方向上的分布特性图。
图7B是从本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的导光板射出的光的亮度的上下方向上的分布特性图。
图7C是对本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置变更了导光板的导光图案的设定的情况下射出的光的亮度的上下方向上的分布特性图。
图8A是示出本公开的实施方式1涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性的图。
图8B是示出本公开的实施方式2涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性的图。
图8C是示出本公开的实施方式3涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性的图。
图8D是示出本公开的实施方式4涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性的图。
图9A是以往例的面光源照明装置的外观立体图。
图9B是以往例的面光源照明装置的底面的立体图。
图10是本公开的实施方式5涉及的面光源照明装置的主视图。
图11是示出本公开的实施方式5涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性的图。
图12A是在本公开的实施方式5涉及的面光源照明装置中从图10所示的箭头D方向进行观察的情况下的箭头方向视图。
图12B是在本公开的实施方式5涉及的面光源照明装置的另一个具体例中从图10所示的箭头D方向进行观察的情况下的箭头方向视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本公开的各实施方式涉及的面光源照明装置进行说明。
(实施方式1)
图1A、图1B以及图1C示出本公开的面光源照明装置。具体地,图1A是本公开的面光源照明装置的主视图,图1B是该面光源照明装置的仰视图,图1C是该面光源照明装置的后视图。
如图1A所示,该面光源照明装置具有板状的导光板1、配置在导光板1的左端面1L侧的光源部2a、配置在导光板1的右端面1R侧的光源部2b、介于光源部2a与导光板1的端面1L之间的光入射部3a、以及介于光源部2b与导光板1的端面1R之间的光入射部3b。X表示导光板1的横向,Y表示导光板1的纵向,Z表示从导光板1的背面朝向正面的方向。
导光板1的材料使用了与空气的折射率之差为0.45以上的材料。例如,导光板1能够使用丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等材料。像在图1B和图1C中也示出的那样,在导光板1的背面形成有直线的凹槽组的第一导光图案4A和第二导光图案4B。第一导光图案4A和第二导光图案4B在导光板1的背面构成为凹槽状的凹部且端面形状为三角形。
关于以恒定间距形成的第一导光图案4A的斜率,在图1A中,倾斜φ1,使得以导光板1的上侧的边或端面1L作为一端,另一端逐渐接近导光板1的端面1R。
关于以恒定间距形成的第二导光图案4B的斜率,在图1A中,倾斜φ2,使得以导光板1的上侧的边或端面1R作为一端,另一端逐渐接近导光板1的端面1L。
在导光板1中,在光源部2a和光源部2b产生的光通过光入射部3a和光入射部3b入射,从而导光板1的正面进行面发光,作为例如车载用的显示器等的背光灯而发挥功能。
如图1B所示,导光板1的背面配置有背面片材5。该背面片材5使用光吸收材料,限制在导光板1的背面泄漏的不需要的光返回到导光板1的正面侧。另外,在图1C中,为了图示第一导光图案4A和第二导光图案4B,省略了背面片材5的记载。
如图2A和图2B所示,光源部2a和光源部2b由串行地排列有多个LED8的LED安装基板9构成。此外,光入射部3a和光入射部3b均由光入射透镜6和百叶板部7构成。
在此,LED8发出的光进入到光入射透镜6。在光入射透镜6的LED侧和导光板侧均形成有曲面形状。成为LED侧的曲面10为凹形状且导光板侧的曲面11为凸形状的所谓的凸凹透镜形状。通过使LED侧的曲面10为凹形状,从而使其具有如下功能,即,使透射此处的光产生折射,扩散得比LED的辐射角度还大,在凸形状的导光板侧的曲面11使光折射为相对于导光板1以大致平行光入射。使用光入射透镜6的两个面使光在扩展之后成为大致平行光,从而能够降低光的斑点,还能够缩短光入射透镜6的从LED8到导光板1的光轴方向上的长度。
在以往的透镜中,从LED8到导光板1的光轴方向上的长度长至大于或等于LED8的间距,但是通过本发明能够使该长度小于LED8的间距的距离。在大于或等于LED间距的情况下,尺寸会增大,在车载的情况下需要取更大的搭载容量,变得难以采用。作为一个例子,在LED8的间距为6mm的情况下,能够实现到导光板1的光轴方向上的长度为5mm以下。即,该光入射透镜6的到导光板1的光轴方向上的长度小于LED8的间距。
另一方面,在光入射透镜6中以短的距离进行光的方向控制,因此也会产生方向偏移而向倾斜方向射出的光。因此,在光入射透镜6与导光板1之间设置有百叶板部7。通过该百叶板部7,偏移为倾斜的不需要的光被吸收,只有大致对齐为平行的光入射到导光板1。
将百叶板部7示于图3。
该百叶板部7具有在导光板1的长边方向(Y方向)上隔开间隔配置在与导光板1的正面和背面正交的方向上的隔壁12、对隔壁12的正面侧的端面彼此之间进行封闭的正面反射面13、以及对隔壁12的背面侧的端面彼此之间进行封闭的背面反射面14。被两个隔壁12、12、正面反射面13以及背面反射面14包围的区域内部为空气层或树脂层。在空气层的情况下,正面反射面13和背面反射面14成为以镜面进行反射的构造,在用树脂层进行填充的情况下,在树脂的界面进行反射。
隔壁12使用碳等黑色的吸收材料,因此具备在光入射时光不会被反射而被吸收的功能。相对于百叶板纵深15,限制百叶板宽度16,从而在从LED8朝向导光板1方向的光轴方向上,在导光板1的面内具有大的入射角度的光会被隔壁12吸收,由此从百叶板部7射出的光只有直线前进的光,能够控制为以大致平行光进入到导光板1。
百叶板宽度16相对于百叶板纵深15的比为0.1倍以上且0.6倍以下。当大于0.6倍时,将以超过31°的入射角度进行入射,从而不能控制方向,在小于0.1倍时,光基本被吸收,得不到所需的光量。作为一个例子,相对于百叶板纵深15为1mm,百叶板宽度16设为0.5mm,此时的比为0.5倍。
像这样,在LED8中发光并通过透射光入射透镜6和百叶板部7而变换为大致平行光入射到导光板1的光一边在导光板1的内部的正面和背面反复进行反射一边被导光至相反方向。照射到形成在导光板1的背面的第一导光图案4A、第二导光图案4B的光通过反射而被反射到导光板1的正面侧。
在通常的导光板中,如图9A所示,导光图案在导光板面内设定在相对于向导光板1的入射方向呈90°正交的A-A方向上。另一方面,在本实施方式涉及的导光板1中,其特征在于,如图1A、图1C以及图4A所示,将第一导光图案4A和第二导光图案4B配置为,相对于向导光板1的入射方向,向倾斜方向倾斜。
基于图4A~图4E对第一导光图案4A和第二导光图案4B进行详细说明。将用图4A的IVB-IVB线进行剖切的情况下的第一导光图案4A的剖视图示于图4B。关于第一导光图案4A的导光图案角度φ1,在将从光源部2a到导光板1的入射方向设为0°时,使其具有20°以上且50°以下的角度。在此,设定为φ1=45°。
图4C是对图4B进行放大的图。第一导光图案4A由底角为θA1的棱镜主反射面17和底角为θA2的棱镜副反射面18构成。
将用图4A的IVD-IVD线进行剖切的情况下的第二导光图案4B的剖视图示于图4D。关于第二导光图案4B的导光图案角度φ2,在将从光源部2b到导光板1的入射方向设为0°时,使其具有20°以上且50°以下的角度。在此,设定为φ2=45°。
图4E是对图4D进行放大的图。第二导光图案4B由底角为θB1的棱镜主反射面19和底角为θB2的棱镜副反射面20构成。
在导光图案角度φ1、φ2小于20°的情况下,基本照射不到来自光源部2a、2b的光,因此得不到光量,在导光图案角度φ1、φ2大于50°的情况下,不能进行从导光板1的正面向下方向射出的光的分布的方向控制。
从光源部2a射出并从导光板1的左侧的端面1L入射到导光板1的内部的光的一部分在导光板1的正面侧的界面或背面侧的界面反射,并在导光板1的内部传播。此外,在第二导光图案4B的棱镜主反射面19反射,进而在导光板1的正面侧的界面反射,并在导光板1的内部传播。此外,在第一导光图案4A的棱镜副反射面18反射,并向导光板1的正面侧射出。
从光源部2b射出并从导光板1的右侧的端面1R入射到导光板1的内部的光的一部分在导光板1的正面侧的界面或背面侧的界面反射,并在导光板1的内部传播。此外,在第一导光图案4A的棱镜主反射面17反射,进而在导光板1的正面侧的界面反射,并在导光板1的内部传播。此外,在第二导光图案4B的棱镜副反射面20反射并向导光板1的正面侧射出。
像这样,将主要进行反射的面称为棱镜主反射面17、19,该面的角度θA1、θB1对方向控制贡献大。棱镜副反射面18、20具有光最初照射时使光在该面向向下方向反转的效果。
棱镜主反射面17、19的底角θA1、θB1具有30°以上且50°以下的角度。在小于30°的情况下,会从导光板1的正面向上方向产生光泄漏而使亮度降低,在大于50°的情况下,不能从导光板1的正面向斜下方进行反射,光基本成为向正下方的漏光。
棱镜副反射面18、20的底角θA2、θB2具有70°以上且90°以下的角度。在小于70°的情况下,会从导光板1的正面向向上方向产生光泄漏而使亮度降低,在大于90°的情况下,斜面将成为外伸的形状,无法加工。
在此,将棱镜主反射面17的角度θA1设为32°,将棱镜副反射面18的角度θA2设为72°。
在第二导光图案4B中,也将主要进行反射的面称为棱镜主反射面19,该面的角度θB1对方向控制的贡献大。棱镜主反射面的倾斜角θB1具有在光最初照射时使光在该面向向下方向反转的效果。
棱镜主反射面19的底角θB1与棱镜主反射面17的底角θA1相同。棱镜副反射面20的底角θB2与棱镜副反射面18的底角θA2相同。在此,将棱镜主反射面19的角度θB1设为32°,将棱镜副反射面20的角度θB2设为72°。
因为像这样在导光板1形成了彼此的斜率不同的第一导光图案4A、第二导光图案4B,所以关于从左侧的光源部2a入射到导光板1的光,如图5A所示,当在导光板1之中被导光的光线21照射到棱镜副反射面18时,会在导光板内向向下方向反射,接着,在棱镜主反射面19以倾斜的角度反射,并如图5B所示,反射的光线21被方向控制为从导光板1的正面向斜下方射出。
同样地,关于从右侧的光源部2b入射到导光板1的光,如图5A所示,当在导光板1之中被导光的光线21照射到棱镜副反射面20时,会在导光板内向向下方向反射,接着,在棱镜主反射面17以倾斜的角度反射,被方向控制为从导光板1的正面向斜下方而射出。
在图6示出像这样通过第一导光图案4A、第二导光图案4B将射出的方向23控制为正面的下方的光的分布24。面光源照明装置22由导光板1、光源部2a和光源部2b、以及光入射部3a和光入射部3b一体构成。
将以往的面光源照明装置的亮度的上下方向上的分布特性作为比较例示于图7A。横轴表示射出的角度,0°为正面,-90°为正上方,+90°为正下方。纵轴表示相对于亮度的峰值的相对值。在该比较例中,未进行光的射出方向的控制,因此能够确认,亮度以导光板的正面为峰而广泛地分布,在上下方向上,光也强烈地射出。
相对于此,图7B和图7C是实施方式1的面光源照明装置的亮度的上下方向上的分布特性。通过导入光入射部3a和光入射部3b,从而如图7B所示,能够以正面为中心使光射出的方向变窄,从而成为使光只集中于正面而射出的那样的亮度模式。进而,通过适当地设定第一导光图案4A和第二导光图案4B的φ1、φ2、θA1、θA2、θB1以及θB2,从而如图7C所示,成为如下特性,即,能够使射出的光的方向集中且控制为斜下方向,基本不会射出向上方的不需要的光。
在图8A示出该实施方式1涉及的面光源照明装置的空间分布方向控制的分布特性。
在该图中,示出了以正面方向为中心的向半球方向的光的发光强度的分布。圆的上侧为正上方,圆的下侧为正下方,右和左也是同样的。在此,变白的地方表示光强烈地射出的部分,黑的部分表示没有光射出。能够确认,亮度被控制在中央的下方,通过使光集中在该部分,从而确保了充分的光量。适合于车载用的速度计等仪表板的背光灯。
像这样,根据实施方式1的面光源照明装置,用短的光入射透镜6使光在充分扩散之后大致平行光化,并通过百叶板部7除去不需要的光,从而能够在减小作为面光源照明装置的尺寸的情况下进行光的方向控制。
此外,在车载中成为问题的是振动,由于反复振动,从而作为长期的变化,容易产生LED8与光入射透镜6的相对的位置偏移、光入射透镜6与导光板1的相对的位置偏移,受其影响,具有光的方向偏离初始状态的倾向。即使在这样的条件下,因为在该实施方式1的面光源照明装置中使用了百叶板部7,所以能够抑制偏移时倾斜地射出不需要的光,射出特性变化不大。因此,在车载中要求安全性,所以在长时间的使用中也能够进行不会在驾驶员的视场中产生不需要的光的稳定的照明。
此外,关于温度变化,也要求在比通常的民用品更高的温度范围中进行使用,因此在热膨胀时会由于材料的膨胀系数不同而引起相对的位置偏移,产生100μm量级的偏移,在该情况下,同样容易产生LED8与光入射透镜6的相对的位置偏移,此外,容易产生光入射透镜6与导光板1的相对的位置偏移,受其影响,具有光的方向偏离初始状态的倾向。在该情况下,也可如前所述地得到不产生不需要的光的效果。
此外,存在由于热膨胀造成的导光板的拉伸而产生弯曲、翘曲的情况,产生导光图案的棱镜的角度变化的影响。但是,在该实施方式1的面光源照明装置中,通过设为倾斜方向的第一导光图案4A和第二导光图案4B,从而与以往相比其角度变化的程度降低,作为误差的影响,大致为一半左右。因此,基本不产生射出特性的变化、面光源照明装置的明亮度的降低等不良状况,能够实现良好的特性。
像这样,通过将该实施方式的面光源照明装置用于车载用显示器等的背光灯,从而不会增大尺寸,此外,对于由于苛刻的车载环境中的振动、大的温度变化而产生的位置偏移也具有高的似然度,从而能够维持对初始状态没有劣化的高可靠性,进而,能够实现能够将射出的光的方向控制设定为目标方向的面光源照明装置。
(实施方式2)
观察作为实施方式1的结果的图8A,能够确认左斜上方和右斜上方稍微变白,产生了光泄漏。在该方向上,虽然不会进入到视野中,但是有可能作为杂散光而成为噪声成分。在实施方式2中,对改善这一情况的实施方式进行说明。
在实施方式1中,是如下情况,即,第一导光图案4A设定为φ1=45°,第二导光图案4B的倾斜的方向与第一导光图案4A不同,倾斜的角度设定为与第一导光图案4A相同的φ2=180°-45°=135°,并设定为θA1=32°、θA2=72°、θB1=32°、θB2=72°。但是,在该实施方式2中,设定为φ1=30°、φ2=180°-30°=150°,进而,设定为θA1=40°、θA2=72°、θB1=40°、θB2=72°。其它结构与实施方式1相同。
在图8B作为其结果示出空间分布方向控制的分布特性。像这样,可知在实施方式2中,消除了在实施方式1中产生的不需要的倾斜方向上的光,能够将光的方向控制为从中央部朝向下方向。
(实施方式3)
根据设置面光源照明装置的条件,有时希望使光比作为实施方式2的结果的图8B的情况更集中于中央部。在实施方式2中设定为θA1=40°、θA2=72°、θB1=40°、θB2=72°,但是在该实施方式3中,设定为θA1=44°、θA2=72°、θB1=44°、θB2=72°。其它结构与实施方式2相同。
在图8C作为其结果示出空间分布方向控制的分布特性。像这样,在实施方式3中,消除了不需要的倾斜方向的光,且能够将光的方向控制为接近中央部的向下方向。像这样,可知对于按每个车种不同的显示器配置的设计要求也能够灵活地应对。
(实施方式4)
在实施方式1和实施方式2中,对不会向导光板1的正面的向上方向射出光而将射出光的方向控制为从导光板1的正面朝向下方向的事例进行了叙述,在车载用的导航装置等的中央面板的情况下,不向位于导光板1的正面的上方的前窗侧射出光这一点相同,但是要求向驾驶位侧和副驾驶位侧强烈地射出光,对于朝导光板1的正面方向的亮度则不怎么需要。在实施方式4中,对能够满足该规格的方式进行说明。
在实施方式4中,与实施方式1同样地设定为φ1=45°、φ2=180°-45°=135°,但是背面片材5的结构与实施方式1不同。实施方式1的背面片材5使用光吸收材料,但是在该实施方式4中,为了对在导光板1的背面泄露的光也积极地进行利用,使用光反射材料作为背面片材5。其它结构与实施方式1相同。
由此可知,泄漏到导光板1的背面的光被背面片材5向导光板1的正面侧进行正反射,从而能够对光的方向进行控制,使得空间分布方向控制的分布特性如图8D所示,在左右方向上的驾驶位侧和副驾驶位侧明亮,且消除了朝向前窗侧的不需要的方向上的光。
(实施方式5)
在实施方式4中,作为中央面板的情况,对要求向导光板1的左右侧的驾驶位侧和副驾驶位侧强烈地射出光的事例进行了叙述,但是在后方确认用的显示器车内后视镜中,虽然要求的方向相同,但是由于设置的限制,光源的位置必然在导光板1的上边侧。在实施方式5中,对能够满足该规格的方式进行说明。
在实施方式5中,如图10所示,不需要光入射部3a和光入射部3b,光源部2a安装在导光板1的上侧边的更上方。
在第一导光图案4A、第二导光图案4B中,优选φ1=28°、φ2=180°-28°=152°,在构成所述导光板的材料与空气的折射率之差为0.45以上时,第一导光图案4A的第一棱镜主反射面17的底角θA1形成为45°~65°以下,第一棱镜副反射面18的底角θA2形成为70°~90°以下,第二导光图案4B的第二棱镜主反射面19的底角θB1形成为45°~65°以下,第二棱镜副反射面20的底角θB2形成为70°~90°以下。更具体地,优选导光图案的反射面的底角θA1为54°,θA2为76°,θB1为54°,θB2为76°。
由此可知,空间分布方向控制的分布特性如图11所示,能够将光的方向控制为使左右方向上的驾驶位侧和副驾驶位侧也明亮。
在本公开的实施方式5涉及的面光源照明装置中,在从箭头D方向对图10所示的导光板1进行观察的情况下,将如图12A所示,成为长方形截面形状。另外,关于图10所示的导光板1,也可以如图12B所示,使从箭头D方向进行观察的情况下的形状为楔形截面形状。
产业上的可利用性
本发明能够容易地将用于显示器的背光灯等的面光源照明装置的射出特性设定为所需的规格,有助于实现需要面光源照明装置的各种电子设备的稳定的显示并有助于提高可靠性。
符号说明
1:导光板;
1L:端面;
1R:端面;
2a、2b:光源部;
3a、3b:光入射部;
X:导光板1的横向;
Y:导光板1的纵向;
Z:从导光板1的背面朝向正面的方向;
4A:第一导光图案;
4B:第二导光图案;
5:背面片材;
6:光入射透镜;
7:百叶板部;
8:LED;
9:LED安装基板;
10:LED侧的曲面;
11:导光板侧的曲面;
12:隔壁;
13:正面反射面;
14:背面反射面;
15:百叶板纵深;
16:百叶板宽度;
17、19:棱镜主反射面;
18、20:棱镜副反射面;
φ1:第一导光图案的导光图案角度;
θA1:第一导光图案的棱镜主反射面17的底角;
θA2:第一导光图案的棱镜副反射面18的底角;
φ2:第二导光图案的导光图案角度;
θB1:第二导光图案的棱镜主反射面19的底角;
θB2:第二导光图案的棱镜副反射面20的底角。

Claims (6)

1.一种面光源照明装置,使来自光源部的光入射到导光板的端面,并使光在所述导光板的内部传播而从所述导光板的正面和背面中的正面射出,其中,所述面光源照明装置包括:
光源部,具有在所述导光板的所述端面的长边方向上隔开间隔配置的多个光源;
第一导光图案,设置在从所述光源部入射光的所述导光板的背面,相对于从所述光源部到所述导光板的光入射方向在第一倾斜方向上具有直线的凹槽组;以及
第二导光图案,设置在所述导光板的所述背面,相对于从所述光源部到所述导光板的光入射方向在与第一导光图案不同的第二倾斜方向上具有直线的凹槽组,
使由第一导光图案反射的光被第二导光图案反射,从而使光从所述导光板的正面射出,
所述面光源照明装置还具有:光入射透镜,使从所述光源部入射的线状的光成为大致平行光;以及光入射部,具有百叶板部,所述百叶板部对通过了所述光入射透镜的光中的从平行光偏离的光进行吸收并使其通过,
使经过了所述光入射部的光入射到所述导光板的端面,
所述光入射透镜在所述光源部一侧的面和所述百叶板部一侧的面保有曲面,并且在所述光入射透镜的光轴方向上的所述光入射透镜的长度小于所述光源部的光源的间距的距离。
2.根据权利要求1所述的面光源照明装置,其中,
所述百叶板部设置有:
隔壁,隔开间隔配置在所述导光板的所述端面的长边方向上,对入射的光进行遮挡;
反射面,对从所述隔壁彼此之间向所述导光板的正面侧或背面侧扩展的光进行反射;以及
气体层或树脂层,形成在被所述隔壁和所述反射面包围的区域。
3.根据权利要求2所述的面光源照明装置,其中,
所述隔壁的间隔相对于所述隔壁的纵深为0.1倍以上且0.6倍以下。
4.根据权利要求1所述的面光源照明装置,其中,
第一导光图案由第一棱镜主反射面和底角的斜率大于所述第一棱镜主反射面的底角的斜率的第一棱镜副反射面构成,
第二导光图案由第二棱镜主反射面和底角的斜率大于所述第二棱镜主反射面的底角的斜率的第二棱镜副反射面构成,
由第一棱镜副反射面反射的光进一步被第二棱镜主反射面反射,从而使光从所述导光板的正面射出。
5.根据权利要求4所述的面光源照明装置,其中,
在构成所述导光板的材料与空气的折射率之差为0.45以上时,
第一导光图案的所述第一棱镜主反射面的底角为30°以上且50°以下,所述第一棱镜副反射面的底角为70°以上且90°以下,
第二导光图案的所述第二棱镜主反射面的底角为30°以上且50°以下,所述第二棱镜副反射面的底角为70°以上且90°以下。
6.根据权利要求4所述的面光源照明装置,其中,
在构成所述导光板的材料与空气的折射率之差为0.45以上时,
第一导光图案的所述第一棱镜主反射面的底角为45°以上且65°以下,所述第一棱镜副反射面的底角为70°以上且90°以下,
第二导光图案的所述第二棱镜主反射面的底角为45°以上且65°以下,所述第二棱镜副反射面的底角为70°以上且90°以下。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6621881B1 (ja) * 2018-08-03 2019-12-18 株式会社バンダイ 液晶表示装置及びこれを用いた玩具
JP2020085619A (ja) * 2018-11-22 2020-06-04 豊田合成株式会社 表面検査用光源
CN110242874A (zh) * 2019-08-05 2019-09-17 成都工业学院 一种薄型灯具
JP2023095239A (ja) * 2021-12-24 2023-07-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 照明装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0535361Y2 (zh) * 1986-09-25 1993-09-08
US5980054A (en) 1996-05-09 1999-11-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Panel-form illuminating system
JP3644787B2 (ja) * 1996-05-09 2005-05-11 松下電器産業株式会社 面状照明系
JP3862926B2 (ja) * 2000-03-31 2006-12-27 株式会社エンプラス 面光源装置及び液晶ディスプレイ
JP4142234B2 (ja) * 2000-07-04 2008-09-03 株式会社エンプラス 面光源装置及び液晶表示装置
JP4225448B2 (ja) * 2000-08-01 2009-02-18 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
JP4363758B2 (ja) * 2000-08-02 2009-11-11 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
JP3742570B2 (ja) * 2000-08-11 2006-02-08 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び表示装置
JP4145473B2 (ja) * 2000-08-17 2008-09-03 株式会社エンプラス 面光源装置及び液晶表示装置
JP4152605B2 (ja) * 2001-05-30 2008-09-17 株式会社エンプラス 導光板、面光源装置及び液晶ディスプレイ
KR100799156B1 (ko) * 2001-07-13 2008-01-29 삼성전자주식회사 도광판, 이의 제조 방법, 이를 이용한 액정표시장치
JP4035998B2 (ja) * 2002-01-23 2008-01-23 オムロン株式会社 面光源装置、拡散板及び液晶表示装置
JP4020397B2 (ja) * 2004-06-14 2007-12-12 惠次 飯村 点光源を用いた面光源
CN100403110C (zh) * 2004-08-31 2008-07-16 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 导光板
JP2006086075A (ja) 2004-09-17 2006-03-30 Alps Electric Co Ltd 面発光装置、背面照明装置および液晶表示装置
CN101061347A (zh) * 2004-11-19 2007-10-24 日立化成工业株式会社 导光板
KR101263502B1 (ko) * 2006-03-27 2013-05-13 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치
JPWO2008038754A1 (ja) * 2006-09-29 2010-01-28 東レ株式会社 面光源及びそれを用いた液晶表示装置
CN201032081Y (zh) * 2007-04-09 2008-03-05 台湾奈普光电科技股份有限公司 背光模块
US8118468B2 (en) * 2008-05-16 2012-02-21 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Illumination apparatus and methods
KR101499847B1 (ko) * 2008-07-03 2015-03-09 삼성디스플레이 주식회사 도광판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
JP2011014520A (ja) 2008-12-04 2011-01-20 Seiko Instruments Inc 照明装置及び表示装置
JP5510038B2 (ja) 2010-04-28 2014-06-04 オムロン株式会社 コリメート光源及び面光源装置
JP5725349B2 (ja) * 2011-07-25 2015-05-27 ミネベア株式会社 面状照明装置
JP2015035252A (ja) * 2011-11-30 2015-02-19 シャープ株式会社 光源装置、面光源装置、表示装置および照明装置
JP5917180B2 (ja) 2012-02-09 2016-05-11 ミネベア株式会社 面状照明装置
CN103939790B (zh) * 2013-01-22 2016-11-23 群创光电股份有限公司 显示装置及其发光模块

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Publication number Publication date
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