CN107179628A - 发光装置及面光源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供发光装置及面光源装置，其中，发光装置具有发光元件和光束控制部件。光束控制部件具有入射面和出射面。在包含发光元件的光轴的所述发光装置的剖面中，光束控制部件配置为，在其中心轴与光轴一致、且使以发光元件的发光中心为基点相对于光轴的角度为θ1时，至少以θ1＝81°从发光元件的发光中心射出的光入射到光束控制部件的背面，且在使从发光元件的发光中心相对于所述光轴以角度θ1射出的光在所述出射面上的到达点为点P，使点P处的出射面的切线和与光轴正交的线所成的角度为θ2时，出射面形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点。

Description

发光装置及面光源装置
技术领域
本发明涉及发光装置及面光源装置。
背景技术
在液晶显示装置等透射式图像显示装置中，有时使用直下型的面光源装置作为背光源。近年来，开始使用具有多个发光元件作为光源的直下型的面光源装置。
例如，直下式的面光源装置具有：多个发光元件、多个光束控制部件(透镜)以及光漫射部件。发光元件例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。多个发光元件以矩阵状配置于面光源装置内部的底面。在各发光元件之上配置有将从各发光元件射出的光向基板的面方向扩散的光束控制部件。从光束控制部件射出的光被光漫射部件漫射，以面状对被照射部件(例如液晶面板)进行照射。
对于以往的面光源装置，为了抑制因一个发光元件和其他发光元件之间的区域较暗导致的亮度不均而设计为，使从发光元件通过光束控制部件射出的光向远离发光元件的光轴的方向(水平方向)广幅地扩散。
图1是表示以往的面光源装置的一部分的结构的剖面图。如图1所示，以往的面光源装置1包括：发光元件2、第一光束控制部件3、以及第二光束控制部件4(例如参照专利文献1)。第一光束控制部件3具有：入射面3A，其使从发光元件2射出的光入射；以及出射面3B，其使入射到入射面3A的光向外部射出。第二光束控制部件4具有：入射面4A，其使从第一光束控制部件3射出的光入射，以及出射面4B，其使由入射面4A入射的光向外部射出。第二光束控制部件4的入射面4A是相对于发光元件2呈凹形的面，以与发光元件2的发光面相对的方式形成。而且，第二光束控制部件4的背面与保持发光元件2的壳主体5邻接。
而且，从发光元件2射出的光入射到第一光束控制部件3，向远离光轴LA的方向折射后射出(虚线)。从第一光束控制部件3射出的光入射到第二光束控制部件4，向进一步远离光轴LA的方向折射后射出(虚线)。因此，能够将来自发光元件2的光向远离光轴LA的方向广幅地扩散。
然而，近年来，正在逐渐普及具有局部调光功能的面光源装置。所谓局部调光功能是指，将显示器的显示画面分为几个分区，配合在各个分区中放映出的影像的明亮度来调整背光源的明亮度的技术。即，为了发挥局部调光功能，需要分别地对构成面光源装置的多个发光元件的发光量进行控制。因此，使从发光元件射出的光扩散的同时还要求从一个发光元件射出的光不干扰从邻近的发光元件射出的光。即，要求从发光元件通过光束控制部件射出的光容易在发光元件的光轴LA附近适度地扩散，且不会向远离光轴LA的方向(水平方向)过度扩散。
现有技术文献
专利文献
专利文献(PTL)1：日本特表2009-510731号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在以往的面光源装置1中，从发光元件2通过第二光束控制部件4射出的光容易在远离光轴LA的方向上扩散。因此，从一个发光元件射出的光容易干扰从邻近的发光元件射出的光，对比度容易降低。这样的面光源装置例如不适于作为具有局部调光功能的显示器的面光源装置。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供射出的光容易在发光元件的光轴附近适度地扩散，且不会向远离光轴的方向过度扩散的发光装置。
另外，本发明的目的还在于提供具有该发光装置的面光源装置。
解决问题的方案
本发明的发光装置采用以下结构，所述结构具有：发光元件、以及对从所述发光元件射出的光的配光进行控制的光束控制部件，其中，所述光束控制部件具有：入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面，使从所述发光元件射出的光入射；以及出射面，其以与所述中心轴相交的方式形成于正面侧，使由所述入射面入射的光向外部射出，且在包含所述发光元件的光轴的所述发光装置的剖面中，所述光束控制部件配置为，在其中心轴与所述光轴一致、且使以所述发光元件的发光中心为起点相对于所述光轴的角度为θ1时，至少以θ1＝81°从所述发光元件的发光中心射出的光入射到所述光束控制部件的背面，且在使从所述发光元件的发光中心相对于所述光轴以角度θ1射出的光在所述出射面上的到达点为点P，使所述点P处的所述出射面的切线和与所述光轴正交的线所成的角度为θ2时，所述出射面形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点。
本发明的面光源装置采用以下结构，所述结构具有：本发明的发光装置；以及光漫射部件，其使来自所述发光装置的光漫射并透射。
发明效果
对于本发明的发光装置，射出的光容易在发光元件的光轴附近适度地扩散，且不会向远离光轴的方向过度扩散。另外，本发明的面光源装置包含上述的发光装置，所以容易按每个分区调整明亮度。
附图说明
图1是表示以往的面光源装置的一部分的结构的图。
图2A、图2B是表示本发明的面光源装置的结构的图。
图3A、图3B是表示本发明的面光源装置的结构的剖面图。
图4是将图3B的一部分放大后的部分放大剖面图。
图5是表示从发光元件射出的光中的、入射到光束控制部件的背面的光的比例的概念图。
图6A～图6D是表示本发明的发光装置中的光束控制部件的结构的图。
图7是在包含本发明的发光装置的光轴的剖面中对θ2进行定义的说明图。
图8是使用了图6A～图6D所示的光束控制部件的发光装置的光路图。
图9是使用了比较用的光束控制部件的发光装置的光路图。
图10A、图10B是表示本实施方式的发光装置和比较用的发光装置的θ1与θ2之间的关系的模拟结果。
图11A、图11B是本实施方式的发光装置和比较用的发光装置的配光分布的模拟结果。
图12A、图12B是表示改变本实施方式的发光装置和比较用的发光装置中的、从发光元件射出的光相对于光轴所成的角度(极角)时的、从发光元件射出的光所入射的光束控制部件的面的类型的模拟结果。
图13是表示本实施方式的发光装置中的、按每个极角的相对于全光束的光束比率的模拟结果。
图14A、图14B是照度分布的模拟结果。
附图标记说明
10 发光装置
3、4、14 光束控制部件
3A、4A、16 入射面
3B、4B、18 出射面
18a 第一出射面
18b 第二出射面
18c 第三出射面
20 背面
22 凸缘部
100 面光源装置
110 壳体
112 底板
114 顶板
120 光漫射部件
200 发光装置
210 基板
220 发光元件
300 光束控制部件
310 凹部
320 入射面
330 出射面
330a 第一出射面
330b 第二出射面
330c 第三出射面
340 背面
350 凸缘部
360 支脚部
CA 光束控制部件的中心轴
LA 发光元件的光轴
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的光束控制部件、发光装置、面光源装置及显示装置进行详细说明。在以下的说明中，作为本发明的面光源装置的代表例，对适合于液晶显示装置的背光源等的面光源装置进行说明。这些面光源装置能够通过与被来自面光源装置的光照射的被照射部件(例如液晶面板)组合，作为显示装置使用。
[面光源装置及发光装置的结构]
图2A～图4是表示本发明的面光源装置的结构的图。图2A是俯视图，图2B是主视图。图3A是图2B所示的3A-3A线的剖面图，图3B是图2A所示的3B-3B线的剖面图。图4是将图3B的一部分放大后的部分放大剖面图。
如图3A～图4所示，本发明的面光源装置100具有：壳体110、多个发光装置200及光漫射部件120。壳体110具有：底板112、顶板114。壳体110的底板112的内表面作为漫射反射面发挥功能。在壳体110的底板112上配置有多个基板210，在各基板210上还配置有多个发光装置200。另外，在壳体110的顶板114设置有开口部。光漫射部件120以盖住该开口部的方式配置，作为发光面发挥功能。发光面的大小例如可以为约400mm×约700mm。
如图4所示，多个发光装置200分别具有发光元件220以及光束控制部件300。
发光元件220是面光源装置100的光源，安装于基板210上。发光元件220例如是白色发光二极管等发光二极管(LED)。
光束控制部件300固定于基板210上。光束控制部件300对从发光元件220射出的光的配光进行控制，使上述光的行进方向向面光源装置100的面方向扩散。光束控制部件300配置为，其中心轴CA与发光元件220的光轴LA一致。
本发明的面光源装置100的主要特征在光束控制部件300相对于发光元件220的配置和光束控制部件300的结构上。因此，以下首先对光束控制部件300相对于发光元件220的配置，进一步进行详细说明。
图5是表示从发光元件220射出的光中的、入射到光束控制部件300的背面340(参照图6D)的光的比例的概念图。
假想半球体Q是将包含发光元件220的发光中心且与光轴LA正交的平面作为底面的半球体。光束控制部件300进一步以如下方式配置在发光元件220之上：从发光元件220射出的光中的、通过假想半球体Q的球冠表面积的至少自底面侧起15％的区域(阴影部分)的上限线L1的光入射到后述的光束控制部件300的背面340(结构1，参照图4及图5)。
“通过假想半球体Q的球冠表面积的至少自底面侧起15％的区域的上限线L1的光”在图4中相当于，从发光元件220的发光中心相对于光轴LA以θ1＝81°的角度射出的光。即，以如下方式配置光束控制部件300：至少从发光元件220的发光中心相对于光轴LA以θ1＝81°的角度(优选θ1≧77°)射出的光入射到后述的光束控制部件300的背面340。θ1是以发光元件220的发光中心为起点，相对于光轴LA所成的角度。
即，在本发明的发光装置200中，从发光元件220射出的光中的入射到后述的光束控制部件300的背面340的光的比例比以往的发光装置多。入射到后述的光束控制部件300的背面340的光容易在光束控制部件300内竖起，因此从后述的出射面330射出的光难以向远离光轴LA的方向扩散。为了增多入射到光束控制部件300的背面340的光，例如增加光束控制部件300的背面340距发光元件220的高度即可。
此外，后述的光束控制部件300的入射面320及出射面330都是旋转对称(圆对称)，且这些旋转轴一致。将该入射面320及出射面330的旋转轴称为“光束控制部件的中心轴CA”。另外，所谓“发光元件的光轴LA”是指，来自发光元件220的立体的出射光束的中心的光线。
能够通过一体成型来形成光束控制部件300。对于光束控制部件300的材料，只要是能够使所希望的波长的光通过的材料即可。例如，光束控制部件300的材料是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)、环氧树脂(EP)、硅树脂等透光性树脂、或玻璃。
另外详细地对光束控制部件300进行说明。
光漫射部件120是具有光漫射性的板状的部件(漫射板)，使来自发光装置200的出射光漫射并透射。通常，光漫射部件120与液晶面板等被照射部件的大小基本相同。例如，光漫射部件120由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂(MS)等透光性树脂形成。为了赋予光漫射部件120光漫射性，在其表面形成有细微的凹凸，或在光漫射部件120的内部分散有珠粒等光漫射体。
在本发明的面光源装置100中，从各发光元件220射出的光通过光束控制部件300在光轴LA附近扩散，不会向远离光轴LA的方向过度扩散。因此，从一个发光元件220射出的光以与从邻近的发光元件220射出的光之间的干扰被抑制为最小限度的状态，入射到光漫射部件120。入射到光漫射部件120的光进一步被光漫射部件120漫射。其结果，本发明的面光源装置100能够对面状的被照射部件(例如液晶面板)按每个分区分别地进行照射。
[光束控制部件的结构]
图6A～图6D是表示本发明的光束控制部件300的结构的图。图6A是俯视图，图6B是主视图，图6C是仰视图，图6D是图6A所示的6D-6D线的剖面图。
如图6D所示，光束控制部件300具有：形成入射面320的凹部310、出射面330、背面340、凸缘部350、以及支脚部360。
凹部310形成于光束控制部件300的背面侧(发光元件220侧)的中央部。凹部310的内表面作为入射面320发挥功能。入射面320对从发光元件220射出的光的大部分，控制其行进方向并使其入射至光束控制部件300的内部。入射面320与光束控制部件300的中心轴CA相交，是以中心轴CA为轴的旋转对称(圆对称)。从抑制光向远离光轴LA的方向过度扩散的观点来看，优选使入射面320的顶点附近(光轴LA附近)的倾斜形成为，比以往的光束控制部件的入射面的顶点附近的倾斜平缓(结构2)。
出射面330以从凸缘部350向光束控制部件300的正面侧(光漫射部件120侧)突出的方式形成。出射面330对入射到光束控制部件300内的光，控制行进方向并使其向外部射出。出射面330与中心轴CA相交，是以中心轴CA为轴的旋转对称(圆对称)。
出射面330具有：配置在与光轴LA(或中心轴CA)相交的位置的第一出射面330a；在第一出射面330a的周围连续地配置的第二出射面330b；以及将第二出射面330b和凸缘部350连接的第三出射面330c(参照图6D)。第一出射面330a是向正面侧呈凹状的曲面。第二出射面330b是位于第一出射面330a的周围、且向正面侧呈凸状的光滑的曲面。第二出射面330b的形状是圆环状的凸形状。第三出射面330c是位于第二出射面330b的周围的曲面。在图6D所示的剖面中，第三出射面330c的剖面可以是直线状，也可以是曲线状。另外，在被来自一个发光装置200的出射光照射的被照射区域较窄的情况下，第一出射面330a的将光扩散的效果也可以较弱，所以不需要使第一出射面330a为向正面侧呈凹状的曲面，也可以是与光轴LA正交的平面或曲率半径比第二出射面330b大的凸曲面。
出射面330形成为，其倾斜比以往的出射面平缓。图7是在包含本发明的发光装置的光轴LA的剖面中对θ2进行定义的说明图。
θ2表示出射面330的倾斜度，被规定为：从发光元件220的发光中心相对于光轴LA以角度θ1射出并从入射面320向光束控制部件300入射的光在出射面330上的到达点P处的出射面330的切线L2、与通过点P且与光轴LA正交的线L3所成的角度中的较小的角(参照图7)。在本实施方式中，从发光元件220的发光中心射出的光中的、θ1为0°～75°的范围内的光向入射面320入射。对于经由该入射面320的光在出射面330上的到达点P处的出射面的倾斜度θ2，在本实施方式中为约-40°～5°的范围。对于θ2的符号，在图7中，在点P处的出射面330的切线L2与光轴LA的交点位于线L3(通过点P且与光轴LA正交的线)之上的情况下为负，在点P处的出射面330的切线L2和光轴LA的交点位于线L3之下的情况下为正。而且，出射面330形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点(例如图10A的点X)(结构3，参照后述的图10A)。
拐点是指，在具有向上呈凸状的曲线部分和向下呈凸状的曲线部分的曲线中，从向上呈凸状的曲线部分向向下呈凸状的曲线部分切换的点、或从向下呈凸状的曲线部分向向上呈凸状的曲线部分切换的点。对于拐点，能够将其作为在对曲线二阶微分来计算平均变化率(曲线的倾斜度)的变化时，平均变化率(曲线的倾斜度)从增加切换为减少的点、或平均变化率(曲线的倾斜度)从减少切换为增加的点来求得。
在后述的图10A中，θ1＝0°时的θ2与第一出射面330a的中心处的θ2对应，θ1＝20°附近时的θ2与距第二出射面330b距基板210的高度为最高的最高点处的θ2对应(参照图6D)。若θ1增大到约44°以上，则θ2的变化率随着θ1的增加而逐渐减少。即，出射面330的倾斜的变化率随着从第二出射面330b的最高点附近朝向出射面330的外缘(第三出射面330c)逐渐减少。由此，到达出射面330的光在光轴LA附近射出的光适度地扩散，且在远离光轴LA的位置射出的光难以扩散。
背面340形成于光束控制部件300的背面侧，是从凹部310的开口缘部向径向延伸的平面。在图6C中，背面340具有棱镜形状。
凸缘部350位于出射面330的外周部与光束控制部件300的背面340的外周部之间，相对于中心轴CA向外侧突出。凸缘部350的形状是大致圆环状。凸缘部350不是必须的构成要素，但是通过设置凸缘部350，光束控制部件300的安装及位置对准比较容易。能够考虑出射面330的必要面积和凸缘部350的成型性等来决定凸缘部350的厚度。
优选入射面320、出射面330及凸缘部350的表面的至少一个是粗糙面(结构4)。若这些表面是粗糙面，则入射到这些面的光在其附近散射，从而能够减少向远离光轴LA的方向扩散的光。粗糙面的表面粗糙度Ra(日本工业标准JIS B 0601；2001)优选为0.05～1.0μm，更优选为0.1～0.3μm。另外，优选凸缘部350的表面粗糙度Ra比入射面320和出射面330的表面粗糙度Ra大。这是由于，通过增大凸缘部350的表面粗糙度Ra，能够使从凸缘部350射出的光容易散射，且难以向远离光轴LA的方向扩散。优选凸缘部350的表面粗糙度Ra为0.1～0.5μm。能够利用表面粗糙度测定机测定粗糙面的表面粗糙度Ra。
在凸缘部350的表面为粗糙面时，优选凸缘部350的上端部350A比入射面320的顶点高(参照图6D)。若使凸缘部350的上端部350A比入射面320的顶点高，则能够增加凸缘部350的粗糙面的面积，因此能够进一步提高散射效果。由此，能够进一步减少向远离光轴LA的方向扩散的光。与将出射面330延长至凸缘部350的区域并使出射面330的延长部分粗糙化相比，区分于出射面330而形成凸缘部350并使凸缘部350的表面粗糙化在制造上也是容易的。
这样，为了将从发光装置200射出的光设置为在光轴LA附近光容易扩散且在远离光轴LA的位置光难以扩散，如上所述，优选至少满足：1)光束控制部件配置为，至少从发光元件220以θ1＝81°射出的光入射到后述的光束控制部件300的背面(结构1)；和2)优选出射面330形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点(结构3)。并且，更优选满足下述至少一条：3)入射面320、出射面330及凸缘部350的表面的至少一个是粗糙面(结构4)；4)使入射面320的顶点附近(光轴LA附近)的倾斜比以往的光束控制部件的入射面的顶点附近的倾斜平缓(结构2)。
任意形成的多个支脚部360是从光束控制部件300的背面侧突出的大致圆柱状的部件。多个支脚部360在相对于发光元件220适当的位置支撑光束控制部件300(参照图6B及图6C)。
对比图8和图9，对本实施方式的光束控制部件的作用进行说明。图8是图6A～图6D所示的光束控制部件的光路图，图9是比较用的光束控制部件的光路图。此外，在图8及图9中，从发光元件的发光中心射出的光相对于光轴LA的角度相同。
对于以往的发光装置10，光束控制部件14的背面20距发光元件12的高度较低，以θ1＝81°射出的光不入射到光束控制部件14的背面20，而入射到入射面16。因此，入射到光束控制部件14的背面20的光的比例较少。另外，入射到入射面16的光在光束控制部件14内通过后，入射到凸缘部22，以向远离光轴LA的方向(水平方向)扩散的方式射出(参照图9)。并且，对于光束控制部件14的出射面18，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线不具有拐点(参照后述的图10B)。即，出射面18(特别是从第二出射面18b的最高点到第三出射面18c的部分)的倾斜的变化率形成为逐渐增大。因此，入射到入射面16的上方的光容易在出射面18以向远离光轴LA的方向扩散的方式射出。
相对于此，在本实施方式的发光装置200中，光束控制部件300的背面距发光元件220的高度较高，以θ1＝81°射出的光入射到光束控制部件300的背面340。因此，从发光元件220射出的光中的入射到光束控制部件300的背面340的光的比例比以往的发光装置多。入射到光束控制部件300的背面340的光以在光束控制部件300内竖起的方式折射(参照图8)。
并且，在本实施方式的发光装置200中，光束控制部件300的出射面330形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点(参照图10A)。即，出射面330(特别是，图6D的从第二出射面330b的最高点到第三出射面330c的部分)的倾斜的变化率形成为逐渐地减少。因此，由入射面320入射后在光轴LA附近从出射面330射出的光容易适度地扩散，且由入射面320入射后在远离光轴LA的位置射出的光难以扩散。这样，通过使出射面330的形状形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点，能够使从入射面320入射到光束控制部件300的光在从出射面330射出时不会过度扩散。
[模拟]
(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)
图8的发光装置200中，使入射面320、出射面330为表面粗糙度Ra0.1μm的粗糙面，使凸缘部350的表面为表面粗糙度Ra0.4μm的粗糙面，使光束控制部件300的背面340距发光元件220的发光中心的高度(光束控制部件300与发光元件220之间的间隙)为0.4mm，来作为实施方式1的发光装置A。并且，为了比较，将除了光束控制部件300改变为图9所示的光束控制部件以外、与发光装置A相同地构成的发光装置作为比较用的发光装置D。
而且，对实施方式1的发光装置A和比较用的发光装置D，针对使θ1从0°变化到75°时的θ2的变化进行了模拟。如以下方式设定各发光装置中的光束控制部件的参数。
(共同的参数)
·光束控制部件的外径：15mm
·出射面的外径：14mm
·凹部的开口径：3.5mm
·发光元件的高度：0.5mm
·发光元件的大小：2.5mm×2.5mm
图10A是实施方式1的发光装置A的模拟结果，图10B是比较用的发光装置D的模拟结果。
图10B所示的曲线不具有拐点。特别地，从θ1超过20°附近开始，θ2的变化率随着θ1的增加而逐渐增大。即，可知从第二出射面18b的最高点到第三出射面18c的面的倾斜的变化率随着θ1的增加而逐渐增大(参照图8)。
相对于此，图10A所示的曲线具有拐点。特别地，在通过拐点向下呈凸状的曲线附近，θ2的变化率随着θ1的增加而逐渐减少。即，可知从第二出射面330b的最高点到第三出射面330c的面的倾斜的变化率随着θ1的增加而逐渐减少(参照图6D)。
(2.配光分布的模拟)
采用上述的(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)中设定的发光装置A，此外，将除了使入射面320、出射面330及凸缘部350的表面的全部为镜面以外、与发光装置A相同地构成的发光装置作为实施方式2的发光装置B，将除了使光束控制部件300的背面340距发光中心的高度(光束控制部件300与发光元件220之间的间隙)为0.2mm以外、与发光装置A相同地构成的发光装置作为实施方式3的发光装置C。并且，为了比较，采用在上述的(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)中设定的比较用的发光装置D，此外，将除了使出射面330及凸缘部350的表面的全部为镜面且使光束控制部件的背面距发光中心的高度为0.2mm以外、与发光装置D相同的发光装置作为比较用的发光装置E。
对这些发光装置A～E的配光分布进行了模拟。首先，设定了以发光装置A～E的发光元件220的发光中心为原点的假想半球。以在包含通过该假想半球的原点的光轴LA的剖面(方位角0°)中、使连接测定机和发光元件220的发光中心的线相对于光轴LA所成的角度(极角)为-90°～+90°的方式，使测定机沿着假想半球的周面移动的同时，按每2°对光度进行测定。并且，对于与上述的剖面正交的假想半球的剖面(方位角90°)也进行了同样的测定。而且，获得方位角为0°时的分布和方位角为90°时的分布的平均值，来作为配光分布。使各发光装置中的发光元件和光束控制部件的参数与上述的(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)相同。另外，使假想半球的半径为1m。
图11A是表示配光分布的图表。在图11A中，横轴表示极角(°)，纵轴表示光度(cd)。图11B是按每个样本将光度为峰值的极角汇集而成的图表。图11B中，横轴表示样本的种类，纵轴表示光度为峰值的极角(°)。
根据图11A可知，对于实施方式1～3的发光装置A～C，极角为0°时的光度比比较用的发光装置D及E高，光度为峰值的极角比比较用的发光装置D及E小。即，可知在比较用的发光装置D及E中，在接近水平方向的部分(-80°及80°附近)，光度为峰值，相对于此，在实施方式1～3的发光装置A～C中，在接近竖直方向的部分(-60°或60°附近)，光度为峰值(参照图11B)。另外，可知实施方式1～3的发光装置A～C的光度在接近水平方向的部分(约-90°～-100°的范围及约90°～100°的范围)内比比较用的发光装置D及E的光度低。即，可知实施方式1～3的发光装置A～C与比较用的发光装置D及E相比，光在发光元件220的光轴LA附近容易扩散，且光难以向远离光轴LA的方向扩散。
(3.光线到达面的模拟)
根据上述的(2.配光分布的模拟)中的、实施方式1的发光装置A和比较用的发光装置D的测定结果，对从发光元件220射出的光入射到光束控制部件的面的类型分别进行了模拟。使各发光装置中的发光元件和光束控制部件的参数与上述的(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)相同。
图12A是表示改变从发光元件220射出的光相对于光轴LA所成的角度(极角)时的、从发光元件220射出的光所入射的光束控制部件的面的类型的计算结果。在图12A中，横轴表示从发光元件射出的光的射出位置，纵轴表示相对于光轴的角度即极角(°)。在图12A中，中心(C)针对从发光元件220的发光中心射出的光进行表示，+侧(R)针对从发光元件220的发光中心的正侧的发光面的端部射出的光进行表示，-侧(L)针对从发光元件220的发光中心的负侧的发光面的端部射出的光进行表示(参照图12B)。图13是表示针对从发光元件射出的光，从光轴方向(0°)向到任意的极角的圆锥状范围内射出的光束相对于全光束的比率的计算结果(累积图表)。图13中，横轴表示极角(°)，纵轴表示按每个极角的相对于全周全光束的光束比率(累计值)(％)。
根据图12A可知，实施方式1的发光装置A与比较用的发光装置D相比，入射到光束控制部件的背面的光的比例(斜线部分)较多。
具体而言，可知在比较用的发光装置D中，极角为0°以上且小于86°的光入射到光束控制部件的入射面，极角为86°～90°的光入射到光束控制部件的背面(参照图12A的比较用的中心(C))。另外，根据图13可知，极角为0°以上且小于86°的光相当于全光束的约95％，极角为86°～90°的光相当于全光束的约5％。根据这些可知，相当于全光束的约95％的光入射到光束控制部件的入射面，相当于全光束的约5％的光入射到光束控制部件的背面。
相对于此，在实施方式1的发光装置A中，极角为0°以上且小于77°的光入射到光束控制部件的入射面，极角为77°～90°的光入射到光束控制部件的背面(参照图12A的本实施方式的中心(C))。另外，根据图13可知，极角为0°以上且小于77°的光相当于全光束的约85％，极角为77°～90°的光相当于全光束的约15％。根据这些可知，相当于全光束的约85％的光入射到光束控制部件的入射面，相当于全光束的约15％的光入射到光束控制部件的背面。
(4.照度分布的模拟)
表示在上述的(2.配光分布的模拟)中，对分别配置了实施方式1～3的发光装置A～C和比较用的发光装置D～E时的、发光装置上的假想区域(相当于面光源装置中的光漫射部件上)中的照度分布进行模拟的结果。
使各发光装置中的发光元件和光束控制部件的参数与上述的(1.光束控制部件的出射面形状的模拟)相同。并且，按以下方式设定各发光装置中的参数。
(共同的参数)
·从基板表面到假想区域的距离：20mm
·发光元件的中心彼此的间隔：40mm
图14A是实施方式1～3的发光装置A～C和比较用的发光装置D～E的照度分布的模拟结果。图14B是表示使图14A中的发光装置A的各相对照度的分布范围为1时的、发光装置B及C的相同的相对照度的分布范围的模拟结果。在图14A中，横轴表示距光轴LA的水平方向上的距离(mm)，纵轴表示照度(lx)。在图14B中，横轴表示使光轴LA处的照度为100时的相对照度(％)，纵轴表示相对于发光装置A的各相对照度的分布范围的、发光装置B及C的相同的相对照度的分布范围。
根据图14A可知，比较用的发光装置D及E的发光元件220的光轴LA附近的照度较低，具有平坦的照度分布。相对于此，可知实施方式1～3的发光装置A～C的发光元件220的光轴LA附近的照度较高，具有尖锐的照度分布。
根据图14B可知，发光装置A与发光装置B及C相比，相对照度90～70％的分布范围较广，相对照度50～30％的分布范围较窄。也就是，发光装置A与发光装置B及C相比，在光轴LA附近照度较高，且在远离光轴LA的区域照度较低。因此，在发光装置A～C之中，特别优选发光装置A。
此外，本实施方式中，光束控制部件300的背面340具有棱镜形状，但是不限于此，也可以是不具有棱镜形状的镜面。
工业实用性
本发明的发光装置及面光源装置例如能够适用于液晶显示装置的背光源等。

Claims (5)

1.一种发光装置，其特征在于，具有：
发光元件；以及
对从所述发光元件射出的光的配光进行控制的光束控制部件，其中，
所述光束控制部件具有：
入射面，其是以与所述光束控制部件的中心轴相交的方式在背面侧形成的凹部的内表面，使从所述发光元件射出的光入射；以及
出射面，其以与所述中心轴相交的方式形成于正面侧，使由所述入射面入射的光向外部射出，且
在包含所述发光元件的光轴的所述发光装置的剖面中，
所述光束控制部件配置为，在其中心轴与所述光轴一致、且使以所述发光元件的发光中心为起点相对于所述光轴的角度为θ1时，至少以θ1＝81°从所述发光元件的发光中心射出的光入射到所述光束控制部件的背面，且
在使从所述发光元件的发光中心相对于所述光轴以角度θ1射出的光在所述出射面上的到达点为点P，使所述点P处的所述出射面的切线和与所述光轴正交的线所成的角度为θ2时，
所述出射面形成为，横轴为θ1、纵轴为θ2的图表的曲线具有拐点。
2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
所述出射面具有：
第一出射面，其是配置在与所述光轴相交的位置的凹曲面；
第二出射面，其是配置在所述第一出射面的周围的凸曲面；以及
第三出射面，其是配置在所述第二出射面的周围的曲面。
3.如权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，
所述入射面及所述出射面的至少一个是粗糙面。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的发光装置，其特征在于，
所述光束控制部件还具有凸缘部，其设置于所述出射面的外周部与所述背面的外周部之间，
所述凸缘部的表面是粗糙面。
5.一种面光源装置，其特征在于，具有：
如权利要求1～4中任意一项所述的发光装置；以及
光漫射部件，其使来自所述发光装置的光漫射并透射。
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