CN107526213A - 反射部件、照明装置、面光源装置、显示装置及电子设备 - Google Patents

反射部件、照明装置、面光源装置、显示装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种反射部件、照明装置、面光源装置、显示装置及电子设备，该反射部件用于形成多边形的被照射区域。反射部件使来自光源的出射光发生反射，包含至少一个多边形单元，该多边形单元俯视呈多边形的形状，且具有：供光源配置的中央底部；以及在中央底部的周围倾斜为高于中央底部的倾斜部，在倾斜部的至少一部分设置反射区域，该反射区域构成为将来自光源的出射光的一部分向配置有俯视下邻近的顶点的方向反射。

Description

反射部件、照明装置、面光源装置、显示装置及电子设备
技术领域
本发明涉及照明技术，尤其是涉及接受来自光源的光而在被照射平面上形成具有大致多边形的形状的被照射区域的反射部件及利用该反射部件的照明装置、面光源装置、显示装置及电子设备等。
背景技术
现有一种面光源装置，以矩阵状配置有多个LED(Light Emitting Diode：LED)。该面光源装置例如用作液晶显示装置的照明单元(背光)，从背面侧以面状对液晶显示面板进行照明。
在这样的面光源装置(LED在液晶显示面板的背面侧排列的正下型)中，有一种局部调光(分区调光控制)的技术：即通过分别独立地控制LED的光量，从而使得同一画面内的不同分割区域的对比度提高并减少耗电。
为了实现局部调光控制，提出有使用矩形类的光束控制部件(矩形透镜)来控制LED的配光的技术、以及将设置有多个小孔的反射片(振翼)配置于LED前侧来调节亮度不均的技术等。
另外，作为实现局部调光控制的面光源装置，提出有一种照明体的方案，其能够对透光性光扩散片的所需位置进行具有鲜明轮廓的照明(例如参照专利文献1)。专利文献1中记载的照明体用于液晶显示装置、照明装置等，具有光反射部件、透光性光扩散片以及光源，能够抑制从在光反射部件中彼此相邻的凹部内所配设的光源放射的光的干渉。
另外，作为面光源装置，有一种照明装置，是利用凹面镜对来自光源的光进行反射而向液晶显示面板进行照射(例如参照专利文献2)。根据专利文献2所记载的照明装置，能够对每个分割区域独立地进行亮度控制，并能够使光束的形状成为与分割区域的形状相似的大致正方形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-90949号公报
专利文献2：日本特开2010-205698号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在使用矩形透镜的情况下，由于矩形透镜的位置偏移、变形失真等原因，当发生矩形的光束的重叠时，容易发生亮度的不均。另外，需要对矩形透镜进行三维设计，但是由于难以进行设计的反馈，也存在设计成本增大的问题。当使用振翼(flutter)时，虽然能够减少LED的灯数，但是存在因背光制造而引起整体成本增大的问题。
专利文献1所记载的照明体(参照图25)是由以下各部构成的，即：多个倒截头四棱锥体状的凹部2在热塑性树脂片材上沿着纵横方向成形而成的光反射部件A、在凹部2的底面部21上配设的光源、以及透光性光扩散片，由此，该照明体以鲜明的轮廓对透光性光扩散片的所需位置进行照明。
但是，在专利文献1所记载的倒截头四棱锥体状的凹部2的结构中，俯视呈矩形的凹部2的对角线方向上的等腰三角形状的连设部22b′的倾斜必然要比周壁片部22a的倾斜缓和。因此，从在凹部2的底面部21中央设置的光源向连设部22b′出射的光，会在连设部22b′的倾斜面上以较浅的角度发生反射，因此难以到达在凹部2前方(光的反射方向)设置的透光性光扩散片。因此，就专利文献1所记载的光反射部件而言，在需要使透光性光扩散片上的所需位置为矩形时，其四角无法获得足够的亮度。即，难以通过专利文献1的照明体获得准确且均匀的矩形的被照射区域。另外，参照专利文献1所记载的实施例可知，矩形的被照射区域的边界可见，未形成均匀的面状照射。
就此而言，专利文献2所记载的照明装置中的凹面镜41(参照图26)具有俯视呈正方形的形状，且设定为，正方形的对角线方向上的凹部的曲率(K3、K4)，比正方形的横纵方向上的凹部的曲率(K1、K2)小，由此实现：将大致圆形的光束变换为与正方形相似的光束。
但是，专利文献2所记载的照明装置，是以将光源相对于凹面镜41配置在被照射平面侧为前提的，如果想要增大凹面镜41的面积，就必须增大光源与凹面镜41的间隔，从而导致照明装置自身变厚。因此，专利文献2所记载的照明装置，难以在保持薄型化的前提下，增大分割区域的面积，以及减少光源的安装数量。
本发明是针对上述问题而完成的，目的是提供反射部件、照明装置、面光源装置及显示装置，其至少能够部分地解决上述问题。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的反射部件，其使来自光源的出射光反射，上述反射部件的特征在于，包含至少一个多边形单元，该多边形单元俯视呈多边形的形状，且具有：供上述光源配置的中央底部；以及倾斜部，其在上述中央底部的周围以高于上述中央底部的方式倾斜，在上述倾斜部的至少一部分设置反射区域，该反射区域构成为将来自上述光源的出射光的一部分向配置有俯视下邻近的顶点的方向反射。
另外，在上述反射部件中可以是，上述反射区域包含反射面，在以上述多边形单元的顶点A、上述多边形单元的中心O以及与该顶点A相邻的上述多边形单元的边的中点B为顶点的俯视三角形AOB的区域内的倾斜部至少设置一个该反射面，且该反射面以朝向上述俯视三角形AOB的边AO侧变低的方式倾斜，可以是，上述倾斜部具有：包含上述边AO的顶部倾斜面；以及设置在上述顶部倾斜面之间的边部倾斜面，上述反射区域设置于上述边部倾斜面。此外，可以是，上述倾斜部具有：包含上述边AO的顶部倾斜面；以及设置在上述顶部倾斜面之间的边部倾斜面，上述反射区域设置于上述顶部倾斜面。
另外，在上述反射部件中优选，上述多边形单元的顶点位置高于上述多边形单元的边的中点位置。另外，在上述反射部件中优选，包含多个上述多边形单元，且配置为各多边形单元的外缘相互邻接。
另外，本发明的照明装置的特征在于，具备光源和上述反射部件。此外可以是，本发明的照明装置具备光束控制部件，该光束控制部件将来自上述光源的出射光控制为预定的配光状态的光束。另外，本发明的面光源装置的特征在于，具备上述照明装置、以及设置在上述照明装置的光的出射侧的扩散部件。另外，本发明的显示装置的特征在于，具备上述面光源装置、以及被来自上述面光源装置的光照射的被照明部件。另外，本发明的电子设备的特征在于，具备上述显示装置作为显示部。
发明效果
根据本发明的反射部件，由于设置如下这样构成的反射区域，即该反射区域构成为将从光源或发光装置(光源及光束控制部件)出射的光的一部分向配置有俯视下邻近的顶点的方向反射，因此，能够增加顶点附近的光量，并能够在被照射平面上形成均匀度高且具有大致呈多边形的形状的被照射区域。根据本发明的照明装置及面光源装置，能够实现均匀度较高且为所需的多边形的被照射区域。此外，根据本发明的显示装置，能够实现所需的多边形的显示区域，并能够实现精密的局部调光控制。对于其它效果，将在本发明的具体实施方式中进行叙述。
附图说明
图1是本发明的实施方式的反射部件的概略俯视图。
图2是图1所示的反射部件中的一个多边形单元的概略俯视图。
图3(A)至(C)是表示多边形单元的结构例的图。
图4是矩形单元的一个实施例的俯视图。
图5是表示图4所示的矩形单元中的反射区域的图。
图6(A)及(B)是沿图5所示的矩形单元的第一基线L1及第二基线L2的概略剖视图。
图7是矩形单元的一个实施例的照片。
图8是本发明的照明装置的一个实施例的概略俯视图。
图9(A)及(B)是沿图8所示的照明装置的第一基线L1及第二基线L2的概略剖视图。
图10是表示图8所示的照明装置的除去反射部件后的发光装置的状态下的远场配光曲线的测量值(第一及第二基线的方向)的图。
图11是表示图8所示的照明装置的远场配光曲线的测量值(第一及第二基线的方向)的图。
图12是本发明的面光源装置的省略扩散部件进行表示的实施例的概略俯视图。
图13(A)及(B)是沿图12所示的面光源装置的第一基线L1及第二基线L2的概略剖视图。
图14(A)是包含平坦的反射部件的面光源装置(比较例)的概略剖视图、(B)是包含图4至图6所示的反射部件的面光源装置(实施例)的概略剖视图。
图15是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置的除去扩散部件后的照明装置的状态下的一盏灯的近场配光曲线的测量值(第一基线的方向)的图。
图16(A)及(B)是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置的除去扩散部件后的照明装置的状态的点灯时的平面照片。
图17(A)及(B)是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置(包含扩散部件)的点灯时的平面照片。
图18(A)及(B)是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置(包含扩散部件)的点灯时的亮度分布的图。
图19(A)及(B)是表示对图18(A)及(B)所示的图进行图像处理来强调不均的图。
图20是表示第一基线L1的方向上的图14(A)及(B)所示的各面光源装置(包含扩散部件)的点灯时的剖面亮度分布的测量值的图。
图21是表示第二基线L2的方向上的图14(A)及(B)所示的各面光源装置(包含扩散部件)的点灯时的剖面亮度分布的测量值的图。
图22(A)至(C)表示矩形单元的第一变形例。
图23(A)至(C)表示矩形单元的第二变形例。
图24(A)至(C)表示矩形单元的第三变形例。
图25是表示第一现有例的说明图。本图引用了专利文献1的图8。
图26是表示第二现有例的说明图。本图引用了专利文献2的图7(C)。
图中：
1—发光装置；2—光源；3—光束控制部件；4—反射部件；5—扩散部件；6—照明装置；7—面光源装置；40—多边形单元(矩形单元)42—中央底部；44—倾斜部；45—反射区域；46—顶部倾斜面；48—边部倾斜面；50—被照射平面。
具体实施方式
[本发明的概要]
[反射部件]
图1是本发明实施方式的反射部件4的概略俯视图。图2为图1所示的反射部件4中的一个矩形单元40的概略俯视图。这里，如果将反射部件的尺寸用横(X轴方向)、纵(Y轴方向)、高(Z轴方向)表示，则Z轴与光轴平行。被照射平面是被反射部件4反射的光的照射方向上的任意的XY平面，在对被照射区域的形状及面积、照射光的形状等进行特定时使用。另外，将从被照射平面侧起沿Z轴方向观察的情况称为“俯视”，从与Z轴垂直的方向观察的情况称为“剖面视角”。此外，图1及图2是用于对本发明的原理进行说明的图，是作为多边形单元之一采用矩形单元的例子，但是本发明的反射部件不限于图1及图2所示的形状、尺寸、配置。
本发明的反射部件4对从光源2(或是包含光源2和光束控制部件3的发光装置1)出射的光进行反射，在与光源2的光轴正交的被照射平面上形成具有大致多边形的形状的被照射区域。反射部件4具有至少一个以上的多边形单元40，多边形单元40具有：配置光源2(或发光装置1)的中央底部42、以及在中央底部的周围倾斜为高于中央底部的倾斜部44(图中阴影所示区域)，在倾斜部44设置有反射区域45。反射区域45构成为将来自光源2的出射光的一部分2A向配置有俯视下接近的多边形单元40的顶点A的方向反射。所谓向配置有顶点A的方向反射不限于朝向顶点A反射的情况，只要能够使俯视呈放射状出射的光的角度偏向顶点侧即可。由此，根据本发明的反射部件4，能够使朝向多边形单元40的各顶点A附近的光量增加，并在被照射平面上照射与多边形单元对应的多边形状的光束，且能够实现均匀度高的照明。
反射部件4优选为薄片状，就整体而言优选是平坦的。本发明的反射部件4可以构成为排列有多个多边形单元40(参照图1)，也可以仅由一个多边形单元40构成(参照图2)。
多边形单元40俯视呈多边形的形状(典型地是矩形)，由中央底部42和在其周围设置的倾斜部44构成，在剖面视角下，外缘高、中央底部低，整体呈现为中央凹陷的形状。多边形单元40的外缘由多边形的各顶点A、和连结各顶点A的边M构成。多边形单元40的外缘(边M)是与俯视时构成多边形的轮廓相当的部分，即为直线，但不限于在剖面视角下由直线在顶点A之间连结的结构，也可以由Z轴方向的高度在中途发生位移的折线、曲线或其组合构成。优选俯视下的多边形单元40的中心点O与中央底部的中心点一致，并优选在该中心点O配置光源2(或发光装置1)的光轴。将中央底部上的由XY规定的平面作为基准面(例如图6的符号S)。
多边形单元40的形状可以采用三角形、四边形、五边形、六边形等各种形状(参照图3)。在反射部件4由多个多边形单元40构成的情况下，优选各多边形单元40的形状及大小相同，但是在实际安装亮度不同的多个光源的情况下，也可以根据光源的亮度而使多边形单元40的形状及大小不同。此外，在反射部件4由多个多边形单元40构成的情况下，作为多边形单元40，采用三角形(包含正三角形、直角三角形、等腰三角形等)、四边形(包含正方形、长方形、平行四边形等)或六边形(包含正六边形、平行六边形等)，从而能够将各多边形单元40的外缘相互邻接地配置而构成无间隙的平面，因此优选。尤其是，如果作为多边形单元40构成矩形单元，则由多个多边形单元40构成的反射部件自身也能够为矩形，因此更加优选。例如，如图1所示，反射部件4包含俯视呈正方形的多个矩形单元40，各矩形单元40的各外缘无间隙而相互邻接地呈矩阵状配置，从而反射部件4自身也整体上呈现为俯视下的矩形。多边形单元40可以构成为各边的长度大致相等的大致正多边形，也可以根据使用的目的及方式，构成为各边的长度不相等的变形的形状。此外，多边形单元的各顶点A可以是由两条直线构成的角，也可以是圆角。
多边形单元40的中央底部42是配置光源2(或发光装置1)的区域，可以是与光源2(或发光装置1)大致相同的大小，也可以比光源2(或发光装置1)大。另外，为了实际安装光源2(或发光装置1)，中央底部42也可以设置有一个或多个开口。为了构成所需的倾斜部44，中央底部42能够采用适宜的形状，能够采用包括俯视呈三角形、四边形、五边形、六边形等的多边形、十字、五角星、六角星等的星形多边形、圆形、椭圆形在内的各种形状或这些形状的组合(参照图3)。
多边形单元40的倾斜部44是倾斜为高于中央底部的构造，至少在一部分设置反射区域45，该反射区域45构成为将来自光源2(或发光装置1)的出射光的一部分2A向配置有俯视下接近的多边形单元40的顶点A的方向反射。倾斜部44能够通过将多个平面或曲面组合而构成。该情况下，多个平面或曲面中的一部分作为反射区域45发挥功能(例如图5的暗影部)。
反射区域45优选在以多边形单元的顶点A、多边形单元的中心O以及与该顶点A相邻的多边形单元的边M的中点B为顶点的俯视三角形AOB的区域内的倾斜部上至少设置一个。另外，反射区域45包含反射面，该反射面倾斜为朝向俯视三角形AOB的边AO侧变低，利用该反射面将出射光的一部分2A向配置有顶点A的方向反射。这样的反射区域能够通过在从边AO到边BO之间的区域设置高度低于顶点A的“隆起”而形成。反射区域也可以通过在俯视三角形AOB的区域内设置至少一个山形曲折的边界而形成，该山形曲折的边界倾斜为将来自中心O的光向俯视下邻近的顶点A反射。边AO及边BO俯视为直线，但是在剖面视角下并非直线，而是以O侧低、A及B侧高的方式由折线、曲线或其组合构成(参照图6)。此外，虽然反射区域45如图3的(A)所示至少在与顶点A相邻的两个边M中的任一方的区域(三角形AOB)设置即可，但是在多边形单元相对于边AO对称的情况下，优选反射区域45也设置于顶点A的两侧。另外，也可以是反射区域45的一部分越过俯视三角形AOB的区域。
倾斜部44也可以具有顶部倾斜面46，该顶部倾斜面46包含与多边形单元40的各顶点A分别对应地形成的边AO的一部分。顶部倾斜面46优选是包含多边形单元40的顶点A及其附近的区域(参照图2、图3)。顶部倾斜面46可以与顶点A一一对应，也可以是一对多。此外，倾斜部44也可以具有边部倾斜面48，该边部倾斜面48在与各顶点对应的顶部倾斜面46之间形成。优选边部倾斜面48包含多边形单元40的边M的中点B或其附近(参照图2、图3)。此外也可以是，顶部倾斜面46与边部倾斜面48连续地形成。
反射区域45可以设置于顶部倾斜面46(图3的(A))，也可以设置于边部倾斜面48(图3的(C))，也可以是设置于顶部倾斜面46及边部倾斜面48双方(图2、图3的(B))。另外，反射区域45不是必须通过一次反射使来自光源2的出射光朝向顶点A的方向。多个反射区域45可以通过重复多次反射而使出射光逐步地朝向顶点A的方向。另外优选，多边形单元40的各顶点A的位置高于上述多边形单元的边的中点位置。特别优选，顶点A设置成位于多边形单元40的外缘上的最高点(参照图6)。此外，在图4至6所示例中形成为，顶部倾斜面46的最大倾斜部的倾斜角度大于边部倾斜面48的倾斜角度。可以通过这样调节倾斜角度来增加顶点A附近的光量。
在图2所示例中，在倾斜部44上与矩形单元40的四个顶点A对应地设置有四个顶部倾斜面46。顶部倾斜面46构成为包含顶点A。另外，在倾斜部44上设置有在顶部倾斜面46之间形成的边部倾斜面48。光源2配置于矩形单元40(中央底部42)的中心点O。
如果将连结矩形单元40的中心点O与各顶点A的线设为第一基线L1(A-A对角线)、将连结矩形单元40的中心O与使边M二等分的中点B的线设为第二基线L2(B-B分割线)，则顶部倾斜面46倾斜为沿着第一基线L1的方向朝向顶点A变高，边部倾斜面48倾斜为沿着第二基线L2的方向朝向边M的中点B变高。其中，顶部倾斜面46及边部倾斜面48能够通过将多个倾斜平面及/或曲面组合而构成，因此顶部倾斜面46沿着第一基线L1的方向的倾斜、及边部倾斜面48沿着第二基线L2的方向的倾斜并非恒定，而也可以增减。另外，顶部倾斜面46及边部倾斜面48可以在一部分上包含倾斜为朝向顶点A或中点B变低的区域。
反射部件4只要是如下结构即可，即接受来自光源2的光的区域由具有光反射性的材料构成，例如可以通过冲压加工、真空加工、压空加工使热塑性树脂片材形成为预定的多边形单元的形状，并且也可以在预先形成的基台的表面涂布、蒸镀具有反射性的材料而构成预定形状的多边形单元。此外，反射部件的表面也可以具有光散射性。
在图1及图2所示例中，对作为多边形单元40之一构成为矩形单元(大致正方形)的情况进行了说明，但是本发明的反射部件4中的多边形单元40的结构不限于此，例如，也可以如图3(A)至(C)所示，构成为俯视呈长方形、三角形、六边形的单元。
图3(A)所示的长方形单元40A，在六边形的中央底部42的周围，具有与四个顶点A对应地设置的俯视呈五边形的四个顶部倾斜面46，在相邻的顶部倾斜面46之间具有四个边部倾斜面48。反射区域45设置于各顶部倾斜面46的长边侧的俯视三角形AOB的区域内，并构成为将向长边侧射出的光的一部分朝向邻近的顶点A侧反射。图3(B)所示的三角形单元40B，在与外缘相似的三角形的中央底部42的周围，具有与三个顶点A对应地设置的俯视呈大致菱形的三个顶部倾斜面46，并在相邻的顶部倾斜面46之间具有三个边部倾斜面48。反射区域45在各俯视三角形AOB的区域内，分别设置于顶部倾斜面46及边部倾斜面48。图3(C)所示的六边形单元40C，在与外缘相似的六边形的中央底部42的周围，具有与六个顶点A对应地设置的俯视呈风筝形的六个顶部倾斜面46，并在相邻的顶部倾斜面46之间具有六个边部倾斜面48。反射区域45在各俯视三角形AOB的区域内，设置于边部倾斜面48(横跨相邻的边部倾斜面48)。
[照明装置]
本发明的照明装置(例如参照图8及图9)是将照射预定的配光状态的光的光源2或发光装置1(光源2及光束控制部件3)、与上述反射部件4(多边形单元40)组合而成的装置，例如将XY剖面大致为圆形的光束变换为XY剖面大致为多边形的光束，在被照射平面上形成大致为多边形的被照射区域。光源2或发光装置1优选配置在反射部件4的多边形单元40的中央底部42(的中心点O)，以使其光轴垂直于基准面。此外，光源2或发光装置1也可以如图8及图9所示那样配置于在多边形单元40的中央底部42设置的开口内，也可以配置为覆盖开口，并通过开口将光源2或发光装置1的端子实际安装于基板。
在被照射区域因来自多个多边形单元40的光的反射而成为由多个多边形组合而成的形状的情况下，照明装置6通过对各多边形单元40的光源2的光量进行控制，也能够实现对比度不同的分割区域。分割区域也可以通过关闭光源2而成为无光的暗部。
光源2可以采用LED、灯泡、氙灯、半导体激光、有机EL元件、超小型荧光管等。
光束控制部件3与光源2一起配置，将来自光源2的出射光控制为预定的配光状态的光束。在作为光源2采用LED时(以下也称为LED光源2)，LED光源2不同于一般的灯泡等，具有特定的指向性。在将该LED光源2设置于反射部件4的中央底部42的情况下，从LED光源2出射在光轴方向(Z轴方向)上具有最强峰值的配光状态的光。因此，在被照射平面上，与光源的正上对应的部分容易成为强亮点，不利于形成均匀的面发光。此外，如果光源2自身的配光状态作为照明装置没有问题的话则不需要光束控制部件3。
在本发明中，能够利用包含光束控制部件3的发光装置1，该光束控制部件3将来自LED光源2的光控制为在预定的角度方向上具有峰值的配光状态的光束。光束控制部件3优选为透镜，该透镜将来自LED的出射光控制为在从光轴(平行于Z轴)起为预定的角度(45°以上、优选为60°以上(相对于XY平面为45°以下、更优选为30°以下)、更优选为边部倾斜面的倾斜角度以下)的方向上具有峰值的配光状态的光。并且，通过在反射部件4的多边形单元40的中央底部42配置该发光装置1，从而能够将相对于光轴R以较大的角度向外侧放射的光束有效地变换为大致呈多边形的光束，并在被照射平面上形成比较准确的多边形的被照射区域。
反射部件4的尺寸、构成反射部件4的多边形单元40的形状、大小及外缘的高度等，可以根据所配置的光源2或发光装置1的配光状态、与被照射平面(扩散部件)的距离等而适宜地设定，但是优选，配光状态下的预定的角度与外缘的高度对应地设定，并构成为从光源2或发光装置1放射的光束的大部分向反射部件4照射。由此，本发明的照明装置6能够形成多边形的形状的具有均匀度高的亮度的被照射区域。
[面光源装置等]
此外，本发明的面光源装置(例如参照图12及图13)至少具有：光源2或发光装置1、上述反射部件4(即上述照明装置6)和扩散部件5。扩散部件5设置于照明装置6的光的出射侧，由透光性的材料构成。本发明的面光源装置7例如能够在扩散部件5上形成多边形的形状的具有均匀度高的亮度的被照射区域。
本发明的照明装置6或面光源装置7例如能够应用于显示面板的背光、电饰招牌、内照式标识、照明单元等，尤其能够应用于照射特殊形状的光的情况。
另外，本发明的显示装置具备：上述面光源装置7、被来自该面光源装置7的光照射的被照明部件。被照明部件例如是液晶显示面板、电饰招牌、内照式标识等。本发明的显示装置能够通过面光源装置7按照特定的被照射区域来进行局部调光控制，例如能够按照液晶显示面板的所需的分割区域进行显著的黑色的表现。另外，本发明的显示装置也能够在照明部件(显示面板)上按照分割区域来形成多边形的形状的具有均匀度高的亮度的被照射区域。
另外，本发明的电子设备具有该显示装置来作为显示部。作为电子设备，可以例示便携电话、导航系统用的显示装置、PDA(Personal Digital Assistants：掌上电脑)、便携计算机、数码相机、数码摄影机、车载设备、音频设备、便携游戏机、信号器等，但是不限于此。
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于以下的例子。
[实施例]
图4是实施本发明的矩形单元40的俯视图。图5是表示图4所示的矩形单元40中的反射区域45的图。图6(A)是与图5所示的矩形单元40的第一基线L1平行的概略剖视图，图6(B)是与第二基线L2平行的概略剖视图。图7是矩形单元40的实施例的照片。如图4至图7所示，矩形单元40是通过将多个倾斜的平面区域(切片)组合而立体地构成的，但是为了便于理解，在图4中，对于各平面区域的边界，用实线表示呈山形曲折的边界(两平面(在曲面的情况下是接近的两点的切向平面)的表面所成角大于180度的边界)，用虚线表示呈谷形曲折的边界(两平面的表面所成角小于180度的边界)。
矩形单元40是俯视为纵横50mm×50mm的正方形，从中心点O到各边(外缘)M的中点B的距离为25mm。矩形单元40具有正方形的中央底部42、由设置在从中央底部42到各边M之间的多个倾斜面46A～46C、48A～48I构成的倾斜部。矩形单元40的倾斜部相对于中心点O在四重对称。
在图5中，矩形单元40中示出的顶点A、中点B、及其它的点P1至P6，在图6的剖视图中与由同一符号表示的各点对应。由图6可见，在本实施例的矩形单元40的情况下，如果设从基准面S(中央底部42)起到顶点A、中点B、点P1、点P2、点P3、点P4、点P5、点P6及中心点O为止的高度分别为h(A)、h(B)、h(P1)、h(P2)、h(P3)、h(P4)、h(P5)、h(P6)及h(O)，则成立h(A)＞h(P1)＞h(P2)＝h(B)＞h(P3)＞h(P4)＞h(P5)＝h(P6)＝h(O)的关系。具体而言是，h(A)＝6.83mm、h(P1)＝5.83mm、h(P2)＝h(B)＝4.5mm、h(P3)＝1.25mm、h(P4)＝0.36mm、h(P5)＝h(P6)＝h(O)＝0.0mm。
在图4中，倾斜面46A、46B及46C包含边AO，因此是顶部倾斜面46，顶部倾斜面46与各顶点A对应地设置有四个。在某个顶点的顶部倾斜面46与相邻的其它顶点的顶部倾斜面46之间配置的倾斜面48A～48I是边部倾斜面48，边部倾斜面48在各顶部倾斜面46之间设置有四个。
顶部倾斜面46A及46B相对于边AO对称，具有边AO侧变低的倾斜(边AO成为谷形曲折的边界)，如图5所示那样是反射区域(反射面)45之一。顶部倾斜面46C包含边AO，是倾斜角与边AO的倾斜相同的平面，将来自光源2的出射光的一部分2A反射，然而不是向配置有俯视下接近的多边形单元40的顶点A的方向反射，因此不是本发明的反射区域(反射面)。
一个边部倾斜面48是将九个平面区域(三角形切片)48A至48I组合而立体地构成的。边部倾斜面48F与边部倾斜面48D的边界呈山形曲折，具有边AO侧变低的倾斜，将来自光源2的出射光的一部分2A向配置有俯视下接近的多边形单元40的顶点A的方向反射，因此如图5所示那样是反射区域(反射面)45之一。同样地，边部倾斜面48G与边部倾斜面48E的边界也呈山形曲折，是反射区域(反射面)45之一。这样，矩形单元40的倾斜为将来自中心O的光向俯视下邻近的顶点A反射的山形曲折的边界在俯视三角形AOB的区域内至少设置有一个。
此外也可以是，顶部倾斜面46及边部倾斜面48的各三角形切片不是平面，而是全部或一部分由曲面构成。图示的顶部倾斜面46及边部倾斜面48的立体的形状仅为一例，能够通过将适宜的形状的切片组合而构成所需的斜面。
另外，如图5所示，在各顶点A，顶部倾斜面46的三角形切片46A及46B、边部倾斜面48的三角形切片48F及48G构成为反射区域45(图5的暗影部)。反射区域45(三角形切片46A、46B、48F及48G)在顶点A两侧的俯视三角形AOB的区域内，分别设置于顶部倾斜面46及边部倾斜面48。按照图5的第一基线L1(边AO)的剖面视角(图6(A))，边AO俯视为直线，但是就剖面视角而言，则是由从顶点A到点P4的第一倾斜角的直线、从点P4到点P5的第二倾斜角的直线、从点P5到中心点O的水平的直线构成，能够观察到左右两侧的相对于顶点A的反射区域45(左侧的反射区域45标记了暗影)隆起，并确认到反射区域45相对于边AO倾斜。此外，由图6的剖面视角观察，也能够确认矩形单元40的各顶点A在矩形单元40的外缘位于最高点。
这里，作为反射部件的矩形单元，按照现有的方法(例如参照专利文献1及图25)，例如在构成为具有倒截头正四棱锥的凹陷的矩形单元的情况下，矩形单元的外缘的高度相同，因此在矩形单元的中心点安置点光源，当光从点光源以放射状出射时，会向第二基线的方向(各边中点的方向)前进，相对于在矩形单元的倾斜部被反射的光的仰角范围，向第一基线的方向(顶点的方向)前进，被倾斜面反射的光的仰角范围变窄，朝向被照射平面侧反射的比例在第一基线的方向减少。这样，在现有的方法中，被照射平面上的被照射区域的亮度并非恒定，会产生亮的部分和暗的部分。具体而言，在现有的矩形单元的反射部件中，会在被照射区域的四角产生暗的部分，因而无法显示准确的矩形。
就此而言，在本发明的反射部件中，由于能够通过反射区域45使向矩形单元的各边前进的光的一部分向配置有接近的多边形单元40的顶点A的方向反射，因此能够使在现有的矩形单元中较暗的被照射区域的四角的光量增加而提高均匀度。
另外，在本发明的反射部件的一个方式中，在矩形单元的外缘，顶点A比各边的中点B高，因此能够使向第一基线L1的方向前进而被倾斜面反射的光的仰角范围比以往增大，即使是以比较高的仰角出射的光，也能被顶部倾斜面反射。这样，根据本发明的反射部件的一个方式，在上述反射区域的效果基础上，还能够通过顶部倾斜面来接受从光源出射而向第一基线的方向前进的光的大部分，并朝向被照射平面反射，因此能够在被照射平面上形成与矩形单元的形状相似的大致矩形的被照射区域，并能够实现在四角无暗点的比较准确的矩形的形状的照明。
此外，与现有的方法(例如参照专利文献2及图26)不同，由于能够使在反射部件4中安置发光装置1的中央底部42与扩散部件5的距离缩短，从而能够实现薄型的照明装置及面光源装置。另外，由于能够使矩形单元的面积比较大，从而可以构成光源(LED)的安装数量少的大面积的照明装置及面光源装置。此外，从相邻的矩形单元出射的光在被照射平面上的重叠少，所以能够按照被照射平面上的分割区域来进行亮度控制。
图8是本发明的照明装置6的实施例的概略俯视图，是在图4至图6所示的反射部件(一个矩形单元40)中组合发光装置1而构成的。图9(A)及(B)是沿图8所示的照明装置6的第一基线L1及第二基线L2的概略剖视图。如图8及图9所示，包含光源2及光束控制部件3的发光装置1，在形成于矩形单元40的中央底部42的开口内配置为光轴与中心点O重合。
图10是表示在图8所示的照明装置6中使用的发光装置1(LED光源2及光束控制部件3)单体的远场配光曲线的测量值(第一及第二基线的方向)的图，图11是表示图8所示的照明装置6的远场配光曲线的测量值(第一及第二基线的方向)的图。所有的测量都是在从LED光源2的发光中心离开1000mm的位置对沿第一基线L1的剖面的配光曲线和沿第二基线L2的剖面的配光曲线进行测量。图10及图11的纵轴表示照度[1x]，横轴是以1度为单位对将光轴方向设为0°并以此为中心到左右90°为止的各放射角度的照度进行测定的结果。
通常，LED光源2的配光曲线在光轴方向上具有峰值，然而图10所示的发光装置1的配光曲线由于光束控制部件3的功能而向斜侧方照射的光变强，因此相对于光轴在±80°～85°附近具有最强的尖锐的峰值。但是，也可以根据局部调光控制的分割区域的区划尺寸(被照射区域)、从光源到被照射平面的距离等，使光束控制部件3的结构发生变更来变更峰值位置。此外，LED光源2及发光装置1都照射绕光轴对称的光束，因此在图10中，沿第一基线L1的剖面的配光曲线的测量值12A和沿第二基线L2的剖面的配光曲线的测量值12B彼此几乎无差异地重叠。
在图11所示的本发明的照明装置6的配光曲线中，沿第一基线L1的剖面的测量值13A(实线)、及沿第二基线L2的剖面的测量值13B(虚线)，都是相对于光轴在0°～±50°附近的峰值间的光强度比图10所示的发光装置1的配光曲线要大，能够使被照射区域整体地变亮。此外，就沿第一基线L1的剖面的测量值13A(实线)而言，在±50°～80°附近检测出宽度较大的峰值，尤其是与沿第二基线L2的剖面的测量值13B(虚线)相比在±60°～76°的范围增加了照度。例如在从中心点O起相对于光轴为±60°～76°的位置出射的光，在从基准面S起沿着光轴方向离开8mm的被照射平面上，到达从光轴起约13.86mm～32.09mm的位置。如果在从基准面S起沿着光轴方向离开8mm的被照射平面上形成50mm×50mm的矩形的被照射区域的情况下，则从矩形的中心(光轴)到各边的中点的距离为25mm，从矩形的中心(光轴)到各顶点的距离为约35.36(25mm×21/2)mm。在本实施例的照明装置6(矩形单元40)中，在朝向顶点A的第一基线L1方向上，能够使±60°～76°范围的照度增加，使被照射区域中的矩形的顶点附近变亮。
另外，在本实施例的照明装置6(矩形单元40)中，矩形单元40的顶点A相对于基准面S的高度是h(A)＝6.83mm，在从中心点O向第一基线L1方向出射的光中的从光轴起79度以上的光向矩形单元40的倾斜部44入射，并被倾斜部44反射。另一方面，矩形单元40的边M的中点B相对于基准面S的高度是h(B)＝4.5mm，在从中心点O向第二基线L1方向出射的光中的从光轴起79.8度以上的光向矩形单元40的倾斜部44入射，并被倾斜部44反射。这样，在本实施例的照明装置6中，使矩形单元40的顶点A的高度高于边的中点B，对于向顶点A的方向出射的光也利用反射部件使相同程度的范围的光反射，能够提高被照射区域中的均匀度。
这样，根据本发明的照明装置的一例，通过设置反射区域，从而能够使得用于对在矩形状的被照射区域中容易变暗的角部的亮度进行补充的光的光量增加。另外，通过提高矩形单元的顶点的高度，能够使顶点方向的光有效地发生反射，能够使得用于对在矩形状的被照射区域中容易变暗的角部的亮度进行补充的光的光量增加。
图12是本发明的面光源装置7的实施例的概略俯视图。为了方便而省略面光源装置的扩散部件5(参照图13)进行了表示。图13(A)是图12所示的面光源装置7的沿第一基线L1的概略剖视图，图13(B)是沿第二基线L2的概略剖视图。
如图12及图13所示，面光源装置7具备：包含纵横5×5排列的图4至图6所示的矩形单元40的反射部件4、在各矩形单元40的中心配置的发光装置1、在光束的出射侧(Z轴侧)设置的扩散部件5，包含发光装置1和反射部件4的照明装置6容纳在壳体10中。从实际安装发光装置1的基板表面(基准面S)到扩散部件5的光源侧表面(被照射平面)的距离为8mm。
发光装置1包含光源2及光束控制部件3，照明装置6包含发光装置1及矩形单元40。各矩形单元40及照明装置6的构造如同以图4至图9进行了说明的那样。以下，通过使用本发明的反射部件的面光源装置(图14(B))和比较例(图14(A))来确认本发明的反射部件的光学特性。
图14(A)是包含平坦的反射部件100的面光源装置70的概略剖视图(比较例)，图14(B)是使图12及图13成为2×2排列的面光源装置7的概略剖视图(实施例)。
图14(A)所示的面光源装置70(比较例)是为了与本发明的面光源装置7(实施例)进行比较而构成的，区别是在平坦的反射部件100上设置有发光装置1，发光装置1的结构、配置间隔等则与图14(B)所示的相同。
图15是表示从图14(A)及(B)所示的各面光源装置70、7除去扩散部件5的情况下的(照明装置)的一盏灯的近场配光曲线的测量值(第一基线L1的方向)的图。所有的测量都是在从LED光源2的发光中心离开150mm的位置，以1度为单位对将沿第一基线L1的剖面的光轴方向设为0°并以此为中心到左右90°为止的各放射角度的照度进行测定的结果。图15的横轴表示放射角度，纵轴表示设最大值为1时的相对照度。本实施例的照明装置(除去扩散部件5后的面光源装置7)的配光曲线15B，相对于使用了平坦的反射部件100的照明装置(除去扩散部件5后的面光源装置70)的配光曲线15A，在±60°～76°的角度范围增大了相对照度。如上所述，在从基准面S起沿着光轴方向离开8mm的被照射平面上形成50mm×50mm的矩形的被照射区域的情况下，则从矩形的中心(光轴)到各顶点的距离为约35.36mm，在朝向顶点A的第一基线L1方向上，使±60°～76°范围的照度增加，从而能够使被照射区域中的矩形的顶点附近变亮。
图16(A)及(B)分别是图14(A)及(B)所示的各面光源装置70、7(除去扩散部件5)的点灯状态的平面照片。图17(A)及(B)分别是图14(A)及(B)所示的各面光源装置70、7(包含扩散部件5)的点灯状态的平面照片。图18(A)及(B)分别是图14(A)及(B)所示的各面光源装置(包含扩散部件5)的亮度分布的图。图19(A)及(B)分别是对图18(A)及(B)所示的图进行图像处理来强调不均的图。在图16(B)至图19(B)中为了进行说明而以十字标记表示各矩形单元40的顶点位置。为了进行比较，在图16(A)至图19(A)中，也同样地以十字标记表示与图16(B)等所示的矩形单元40的顶点对应的位置。
本实施例的面光源装置7例如由图18(B)及图19(B)的点灯状态的亮度分布所示可知，与图18(A)及图19(A)的比较例相比，成为实现了没有矩形单元的矩阵状的排列所引起的不均的亮度的照明的面光源，几乎看不到矩形单元的边界。另外，对图19(A)和图19(B)进行比较可见，通过本实施例的矩形单元能够实现比较准确的矩形的被照射区域。
图20是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置70、7(四灯点亮)的第一基线L1的方向上的扩散部件5上的亮度分布的测量值的图。图21是表示图14(A)及(B)所示的各面光源装置70、7(四灯点亮)的第二基线L2的方向上的扩散部件5上的亮度分布的测量值的图。
测量值20A及21A分别表示面光源装置70(比较例)的第一基线L1的剖面及第二基线L2的剖面的亮度分布。测量值20B及21B分别表示本实施例的面光源装置7的第一基线L1的剖面及第二基线L2的剖面的亮度分布。图20的横轴与第一基线L1方向的剖面上的位置对应，0mm的位置与在第一基线L1的方向上相邻的两个发光装置1的中心的位置对应。图21的横轴与第二基线L2方向的剖面上的位置对应，0mm的位置与在第二基线L2的方向上相邻的两个发光装置1的中心的位置对应。图20及图21的纵轴表示扩散部件5(被照射平面)上的相对亮度，是将位置0mm的亮度设为1而进行标准化的数值。图20及图21所示的平行于纵轴平行的虚线，与发光装置1(光轴)的位置对应。
由图20及图21可知，在本实施例的面光源装置7中，与使用平坦的反射部件的情况(比较例)相比，能够使矩形单元的顶点附近(位置0mm)的亮度达到与发光装置1的位置(参照虚线)的亮度相同的程度，能够以某种程度使与矩形单元对应的被照射平面的分割区域的亮度平均化，能够实现亮度没有不均的照明。
图22至图24表示矩形单元的变形例。在图22(A)、图23(A)及图24(A)中，对于各平面区域的边界，用实线表示成为山形曲折的边界(两平面(在曲面的情况下为接近的两点的切向平面)的表面所成角大于180度的边界)，用虚线表示成为谷形曲折的边界(两平面的表面所成角小于180度的边界)，反射区域45标记了暗影。
图22是矩形单元的第一变形例，(A)是矩形单元40U的概略俯视图、(B)及(C)分别是矩形单元40U的与第一及第二基线平行的概略剖视图。图22所示的矩形单元40U是对图5所示的矩形单元40的形状进行局部变更而得出的，对点P4的位置及高度进行了变更，h(P4)＝1.25mm。即，在图5所示的例子中，h(P3)＞h(P4)、h(P3)＝1.25mm、h(P4)＝0.36mm，而在图22所示的例子中，h(P3)＝h(P4)＝1.25mm，在这一点上设计不同。在图22所示的例子中，反射区域45是将顶部倾斜面的一部分即点A、点P1、点P4作为顶点的切片及将边部倾斜面的一部分即点P1、点P4、点P6作为顶点的切片。在图22中，将点P1与点P6连结的边界成为山形曲折的边界，在俯视三角形AOB的区域内设置有一个倾斜为将来自中心O的光向俯视下邻近的顶点A反射的山形曲折的边界，形成了反射区域45的一部分。在图22所示的例子中，不对其它的尺寸进行变更，能够实现与从基板表面S到被照射平面(扩散部件的内侧表面)的距离为8mm的面光源装置对应的设计，确认了能够解决同样的课题。
图23是矩形单元的第二变形例，(A)是矩形单元40V的概略俯视图、(B)及(C)分别是矩形单元40V的与第一及第二基线平行的概略剖视图。图23所示的矩形单元40V的中央底面是八边形，从八边形的各边朝向顶点A或中点B形成倾斜角度恒定的三角形的倾斜面，在这些倾斜面之间设置有三棱锥。在图23中，由从基准面S(中央底部)起高度不同的三点(点A、点B、点P1)构成了倾斜部，反射区域45未设在顶部倾斜面(点A、点P2、点P2的三角形切片)，而是仅设置于边部倾斜面。图23所示的矩形单元40V中的各点的从基准面S(中央底部)起的高度为，h(A)＝7.0mm、h(B)＝5.0mm、h(P1)＝4.5mm、h(P2)＝h(P3)＝h(P4)＝h(O)＝0.0mm。这样，就图23所示的矩形单元40V而言，将以顶点A、中点B、点P2作为底面并以点P1为顶点的三棱锥形成于边部倾斜面，将作为该面之一的以顶点A、点P1、点P2为顶点的切片作为反射区域45。在图23中，将顶点A与点P1连结的边界、将点P1与中点B连结的边界及将点P1与点P2连结的边界成为山形曲折的边界，在俯视三角形AOB的区域内设置有两个倾斜为将来自中心O的光向俯视下邻近的顶点A反射的山形曲折的边界(顶点A-点P1边界、点P1-点P2边界)。另外，由图23(B)的剖视图可见，顶部倾斜面(点A、点P2、点P2的三角形切片)的倾斜角度恒定。此外，由图23(C)可见，在与第二基线平行的剖面上，倾斜角度恒定。
图24是矩形单元的第三变形例，(A)是矩形单元40W的概略俯视图、(B)及(C)分别是矩形单元40W的与第一及第二基线平行的概略剖视图。图24所示的矩形单元40W的反射区域45未设置在顶部倾斜面(由点A、点P4、点P4、点P6围成的切片)上，而仅设置于边部倾斜面。图24所示的矩形单元40W中的各点的从基准面S(中央底部)起的高度为，h(A)＝6.83mm、h(P1)＝5.83mm、h(P2)＝h(B)＝4.5mm、h(P3)＝1.25mm、h(P4)＝h(P5)＝1.18mm、h(P6)＝h(P7)＝h(O)＝0.0mm。在图24所示的矩形单元40W中，反射区域45是边部倾斜面的一部分即以点A、点P1、点P4为顶点的切片及边部倾斜面的一部分即以点P1、点P4、点P7为顶点的切片。在图24中，将点P1与点P7连结的边界及将点P1与点P3连结的边界成为山形曲折的边界，在俯视三角形AOB的区域内设置有一个倾斜为将来自中心O的光向俯视下邻近的顶点A反射的山形曲折的边界(点P1-点P7边界)，形成了反射区域45的一部分。另外，由图24(B)的剖视图也可以看出，从点P6到点P5的倾斜角度形成为较小，从点P5到顶点A的倾斜角度形成为较大，是由倾斜角度依次变大的倾斜面构成。此外，由图24(C)可知，在与第二基线平行的剖面上，也是由倾斜角度小的倾斜面(点P7-点P3)、和倾斜角度大的倾斜面(点P3-中点B)形成，并由倾斜角度依次变大的倾斜面构成。

Claims (11)

1.一种反射部件，其使来自光源的出射光反射，
上述反射部件的特征在于，
包含至少一个多边形单元，该多边形单元俯视呈多边形的形状，且具有：供上述光源配置的中央底部；以及倾斜部，其在上述中央底部的周围以高于上述中央底部的方式倾斜，
在上述倾斜部的至少一部分设置反射区域，该反射区域构成为将来自上述光源的出射光的一部分向配置有俯视下邻近的顶点的方向反射。
2.根据权利要求1所述的反射部件，其特征在于，
上述反射区域包含反射面，在以上述多边形单元的顶点(A)、上述多边形单元的中心(O)以及与该顶点(A)相邻的上述多边形单元的边的中点(B)为顶点的俯视三角形(AOB)的区域内的倾斜部至少设置一个该反射面，且该反射面以朝向上述俯视三角形(AOB)的边(AO)侧变低的方式倾斜。
3.根据权利要求2所述的反射部件，其特征在于，
上述倾斜部具有：包含上述边(AO)的顶部倾斜面；以及设置在上述顶部倾斜面之间的边部倾斜面，
上述反射区域设置于上述边部倾斜面。
4.根据权利要求2或3所述的反射部件，其特征在于，
上述倾斜部具有：包含上述边(AO)的顶部倾斜面；以及设置在上述顶部倾斜面之间的边部倾斜面，
上述反射区域设置于上述顶部倾斜面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的反射部件，其特征在于，
上述多边形单元的顶点位置高于上述多边形单元的边的中点位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的反射部件，其特征在于，
包含多个上述多边形单元，且配置为各多边形单元的外缘相互邻接。
7.一种照明装置，其特征在于，具备：
光源；以及
权利要求1至6中任一项所述的反射部件。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其特征在于，
具备光束控制部件，该光束控制部件将来自上述光源的出射光控制为预定的配光状态的光束。
9.一种面光源装置，其特征在于，具备：
权利要求7或8所述的照明装置；以及
扩散部件，其设置在上述照明装置的光的出射侧。
10.一种显示装置，其特征在于，具备：
权利要求9所述的面光源装置；以及
被来自上述面光源装置的光照射的被照明部件。
11.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求10所述的显示装置作为显示部。
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