CN115053098A - 导光部件、照明装置以及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导光部件、照明装置以及显示装置，出射在相对于具有曲面的出射面垂直的方向上行进的平行光。本发明的一个侧面的导光部件(120)具有：来自光源(22)的光入射的入射面(123)、使从入射面(123)入射的光反射的至少一个反射面(121)、以及由曲面形成且将由反射面(121)反射的光出射的出射面(122)。反射面(121)使从光源(22)入射的光朝入射出射面(122)的入射角度恒定的方向进行反射。

Description

导光部件、照明装置以及显示装置
技术领域
本发明涉及对入射光进行导光且作为平行光出射的导光部件、以及具有该导光部件的照明装置以及显示装置。
背景技术
在专利文献1中，已经公开一种用于使平行光出射的导光部件以及具有该导光部件的照明装置。该导光部件具有：来自光源的光入射的入射面、使从入射面入射的光全反射的第一反射面、使由该第一反射面全反射的光全反射为平行光的第二反射面、以及将由该第二反射面全反射的平行光出射的出射面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开专利公报“(日本)特开2018-055986号公报”(2018年4月5日公开)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，专利文献1中公开的导光部件在出射面为曲面的情况下，存在从出射面出射的光向所述出射面入射的入射角度不恒定、不能作为平行光出射这样的问题。
本发明的一个方式的目的在于，实现可出射入射角度相对于具有曲面的出射面恒定的光的导光部件。
用于解决技术问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的一个方式的导光部件具有：来自光源的光入射的入射面、使从所述入射面入射的光反射的至少一个反射面、以及由曲面形成且出射由所述反射面反射的光的出射面，所述反射面使从所述光源入射的光在向所述出射面入射的入射角度恒定的方向上反射。
发明的效果
根据本发明的一个方式，能够实现可出射入射角度相对于具有曲面的出射面恒定的光的导光部件。
附图说明
图1表示第一实施方式的显示装置的应用场景的一个例子。
图2是从观察者的角度观察显示装置的导光板时的图。
图3是用于针对第一实施方式的显示装置的连接部进行说明的图。
图4是第一实施方式的显示装置的立体图。
图5是显示装置具有的照明装置的俯视图。
图6是表示导光板的、从照明装置出射的光的行进路线的图。
图7是表示显示装置的变形例的立体图。
图8是显示装置的变形例包括的照明装置的俯视图。
图9是显示装置的变形例的立体图。
图10是表示显示装置的变形例的立体图以及照明装置的俯视图。
图11是表示显示装置的变形例的立体图以及照明装置的俯视图。
图12是表示显示装置的变形例的立体图。
图13是显示装置的变形例包括的照明装置的俯视图。
图14是表示导光部件的变形例的俯视图。
图15是导光板的立体图。
图16是表示导光板的结构的剖视图。
图17是表示导光板的结构的俯视图。
图18是表示导光板具有的光路变更部的结构的立体图。
图19是表示光路变更部的排列的立体图。
图20是表示由导光板进行的立体图像的成像方法的立体图。
具体实施方式
下面，基于附图，对本发明的一个侧面的实施方式(下面也记为“本实施方式”)进行说明。但是，如下说明的本实施方式在所有方面都只是本发明的例示。在不脱离本发明范围的情况下，当然可以进行各种改进和变形。也就是说，在本发明的实施过程中，也可以适当采用与实施方式对应的具体结构。
§1应用例
首先，利用图1～图5，针对本发明适用的场景的一个例子进行说明。图1表示本发明的一个实施方式的显示装置1的适用场景的一个例子。图2是从位于车辆C外侧的观察者的角度观察显示装置1具有的导光板11的图。图3是用于针对第一实施方式的显示装置1的连接部33进行说明的图。图4是显示装置1的立体图。图5是显示装置1具有的照明装置12的俯视图。显示装置1是用于在导光板11的内部或导光板11以外的空间使立体图像显示的装置。在该情况下，如图4所示，显示装置1具有导光板11、以及照明装置12。如图1所示，本实施方式的显示装置1可以适用于车辆C的尾灯1A中。
如图2所示，导光板11的光出射面11B由曲面形成。导光板11是通过利用在导光板11内形成的光路变更部组(光路变更部)113将从入射面11A入射的平行光(参照图5)进行光路变更来显示立体图像I的部件。如图3及图4所示，照明装置12具有光源22及导光部件120。照明装置12相对于导光板11，是用于提供为了使所述立体图像I成像而需要的平行光的装置。导光部件120是用于通过使来自光源22的漫射光成为入射出射面122的入射角度恒定的光而转换为平行光的部件。
本实施方式的导光部件120能够将来自光源22的光转换为在入射由曲面形成的出射面122的入射角度恒定的方向上行进的平行光。例如，导光部件120能够将来自光源22的光转换为在相对于由曲面形成的出射面122垂直的方向上行进的平行光。具有该导光部件120的照明装置12能够相对于具有曲面的导光板11，提供立体图像I的成像所需要的平行光。因此，显示装置1能够按预期使立体图像成像。针对导光板11及照明装置12的具体结构，如下详细地进行说明。
§2结构例
[第一实施方式]
(显示装置1的结构)
利用图2～图5，针对本实施方式的例示性显示装置1及照明装置12进行说明。图4是本实施方式的显示装置1的立体图。如图4所示，显示装置1具有：照明装置12、连接部33、以及导光板11。显示装置1使导光板11的凸面形成车辆C的外表面的一部分地进行配置。也就是说，照明装置12收纳在车辆C的内侧。
照明装置12是用于将与后面叙述的导光板11的垂直于入射面11A(参照图2)的方向平行的光(以后也称为平行光)向导光板11出射的装置。针对照明装置12的结构的详细情况，将在后面叙述。
连接部33是连接照明装置12与导光板11的部分，例如由聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等透明的树脂材料形成。利用连接部33，连接照明装置12与导光板11，以使从照明装置12出射的光的行进方向与导光板11内的光的行进方向例如大致垂直。
连接部33相对于从照明装置12出射的光的行进方向具有曲率，可以变更该行进方向。图3是用于针对显示装置1的连接部33进行说明的图。在图3中，R为连接部33的曲率半径，T为导光板11的厚度。在图3中，表示了因R除以T后的值的差异而引起的光泄漏程度的差异。箭头E表示从照明装置12出射的光的行进方向。图3内各图中涂黑的位置表示从连接部33泄漏的光。如图3所示，连接部33的曲率越大(曲率半径R越小)，光从连接部33的泄漏越大。当R/T的值为3以上时，光从连接部33的泄漏充分减少。当R/T的值为5以上时，则光不会从连接部33泄漏。
导光板11是使从照明装置12出射且向导光板11的内部入射的平行光在导光板11的内部偏转、并从导光板11的光出射面11B出射的部件。作为形成导光板11的材料，例如可以使用聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等。如图2所示，在导光板的背面11D形成有多个光路变更部组113。光路变更部组113沿着平行于入射面11A的面与背面11D交叉的线连续地形成。光路变更部组113中包括的各光路变更部由菲涅耳透镜的一部分形成，各光路变更部的聚集点相互不同。由此，如图2所示，通过各光路变更部的聚集点的集合，形成作为立体图像I的虚像。即，在显示装置1中，光从照明装置12入射导光板11，利用在导光板11形成的光路变更部组113，使光路偏转并出射，由此，能够使立体图像I成像。其结果是，能够向车辆C外侧的观察者提供信息，用作为车辆C的尾灯及刹车灯。
另外，显示装置1在比导光板11更靠近车辆C内侧的空间使立体图像I成像。由此，能够使刹车灯及尾灯具有进深感。
(照明装置12的结构)
图5是显示装置1具有的照明装置12的俯视图。如图5所示，照明装置12具有光源22(在以后的说明中，为了区别光源22，有时称为光源22A及光源22B)、以及导光部件120。
光源22是使光向导光部件120的光源。光源22例如为LED(Light Emitting diode：发光二极管)光源。光源22可以为单色的LED光源，也可以为发出红色、绿色、蓝色光的三种LED光源的组合。在光源22具有三色LED光源的情况下，通过调节从各LED光源出射的光的强度，能够出射各种颜色的光。由此，能够根据用途来改变立体图像I的颜色。
导光部件120是用于将从光源22入射的漫射光转换为平行光并出射的部件。导光部件120具有：入射面123(123A及123B)、反射面121(121A及121B)、以及出射面122。作为形成导光部件120的材料，例如可以使用聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等透明的树脂材料。
入射面123A及入射面123B是来自各光源22A及光源22B的光所入射的面。
反射面121A及反射面121B是用于使从各入射面123A及123B入射的光在相对于出射面122垂直的方向上反射的面。反射面121为平面的结构，可用作为全反射面。在该情况下，从入射面123入射的光的至少一部分通过全反射进行反射。也就是说，反射面121能够抑制从入射面123入射的光的发散，能够使光入射所述出射面的角度恒定。通过全反射反射的光的量取决于导光部件120的绝对折射率、以及光入射反射面121的角度。在通过全反射反射的光的量较少的情况下，也可以通过金属蒸镀等在反射面121形成反射层。该反射层的形成不限于金属蒸镀，也可以通过溅射或涂装等方法来形成。
出射面122是将由反射面121反射的光出射的面。下面，将与入射面123、反射面121、以及出射面122平行的方向(图5中与纸面垂直的方向)作为厚度方向进行说明。在本实施方式中，出射面122在与厚度方向垂直的剖面中，在反射面121的方向上延伸向出射面122入射的光线时，形成有以该光线相交的点为中心的圆弧的一部分。上述提及的与出射面垂直的方向，换言之是相对于所述圆弧的切线垂直的方向(法线方向)。
(光的行进路线)
接着，参照图5及图6，针对从光源22出射的光的行进路线进行说明。
在图5中，以虚线表示照明装置12中光的行进路线。从光源22A出射的光通常为漫射光，从入射面123A入射导光部件120，到达反射面121A。到达反射面121A的光被该反射面121A反射。在此，光源22A配置为，在与厚度方向垂直的剖面中使相对于反射面121A点对称的点与上述圆弧的中心点一致。由此，被反射面121A反射的光在与厚度方向垂直的剖面中在相对于出射面122垂直的方向上行进，从出射面122出射。即，由光源22出射的光通过照明装置12，转换为平行光并出射。对于从光源22B出射的光也是相同的。
图6是表示导光板11中从照明装置12出射的光的行进路线的图，是从图5所示的箭头的方向观察导光板11的图。在图6中，以虚线表示光的行进路线。从出射面122出射的光经由连接部33，作为相对于导光板11的入射面11A垂直方向的平行光而入射导光板11，在导光板11内行进。
(第一实施方式的效果)
如上所述，本实施方式的导光部件120具有：(1)来自光源22的光入射的入射面123、(2)使从入射面123入射的光反射的反射面121、(3)由曲面形成且将由反射面121反射的光出射的出射面122。反射面121使从光源22入射的光在相对于出射面122垂直的方向上反射。
根据上述的结构，来自光源22的光成为由反射面121反射、在相对于具有曲面的出射面122垂直的方向上行进的光。也就是说，利用导光部件120，能够将来自光源22的光转换为平行光。
另外，在本实施方式的导光部件120中，反射面121使从光源22入射的光在相对于出射面122垂直的方向上反射。根据上述的结构，导光部件120能够将来自光源22的光转换为平行光。
另外，在本实施方式的导光部件120中，在将与入射面123、反射面121、以及出射面122平行的方向作为厚度方向的情况下，所述曲面的与所述厚度方向垂直的剖面形状形成为圆弧。另外，反射面121的与所述厚度方向垂直的剖面形状，是光源22相对于反射面121点对称的点与所述圆弧的中心点一致地进行配置的平面。根据上述的结构，因为反射面121为平面，所以能够容易地进行导光部件120的制造。
另外，本实施方式的导光部件120具有：(1)入射面123A及入射面123B、(2)与入射面123A及入射面123B分别对应的反射面121A及反射面121B。由反射面121A及反射面121B反射的光从各出射面122的各自不同的区域出射。
根据上述的结构，能够将入射面123A及入射面123B配置在与导光板11接近的位置。该结构与配置光源以可提供相对于导光部件120的出射面122垂直的光的情况(例如在上述圆弧的中心点配置光源的情况)相比，能够缩短导光部件120的进深(从图3的箭头方向观察的情况下的进深)。
另外，本实施方式的照明装置12具有导光部件120、以及光源22。根据上述的结构，照明装置12能够提供在相对于导光板11的入射面11A垂直的方向上被准直的平行光。
另外，本实施方式的显示装置1具有：照明装置12、以及对从照明装置12入射的光进行导光且使之由在规定的位置形成的光路变更部组113进行反射并从光出射面11B出射的导光板11。
根据上述的结构，在显示装置1中，导光板11利用从光出射面11B出射的光，在导光板11以外的空间使图像成像。由此，显示装置1能够按照预期使立体图像I成像(换言之，能够使清晰的立体图像I成像)。但是，在显示装置1中，导光板11也可以利用从光出射面11B出射的光，在导光板11的内部显示平面图像。在该情况下，显示装置1可以显示平面图像。
即，如上所述构成的显示装置1容易制造，能够以简单且小型化的形状，向观察者提供立体图像I或平面图像。
需要说明的是，在本发明的一个方式中，也可以将包括导光部件130与连接部33的结构作为导光部件。在该情况下，导光部件具有：导光部件130、以及将从出射面122出射的光的行进方向变更为与上述厚度方向平行的方向的作为出射方向变更部的连接部33。在该情况下，导光部件的出射面为与连接部33的导光板11抵接的面。利用具有上述结构的导光部件，能够在与厚度方向平行的方向上使平行光出射。
在本实施方式中，例示了显示装置1适用为车辆C的尾灯1A的情况，但不限于该用途。显示装置1例如也可以适用于游戏机、车载显示装置、空中开关等中。
具体而言，作为游戏机的适用例，例如也可以作为用户进行操作的操作盘的多个开关之中的至少一个开关，由导光板11使立体图像I成像。作为车载显示装置的适用例，例如也可以在用于显示车速表等的装置中应用，由导光板11使立体图像I成像。作为空中开关的适用例，例如也可以在电梯的输入部中应用，由导光板11使立体图像I成像。
§3变形例
上面，详细地说明了本发明的实施方式，但上述的说明在所有方面都只是本发明的例示。在不脱离本发明范围的情况下，当然可以进行各种改进和变形。例如可以进行如下的变更。需要说明的是，下面，关于与上述实施方式相同的结构主要部件，使用相同的标记，对于与上述实施方式相同的方面，适当省略了说明。如下的变形例可以适当组合。
＜3.1＞
利用图7～图9，针对作为显示装置1的变形例的显示装置2进行说明。图7是表示显示装置2的立体图。如图7所示，显示装置2具有：照明装置13、连接部33、以及导光板11。
图8是显示装置2具有的照明装置13的俯视图。如图8所示，照明装置13具有光源22(光源22A及光源22B)、以及导光部件130。导光部件130具有：入射面133(入射面133A及入射面133B)、反射面131(反射面131A及反射面131B)、以及出射面132。
如图8所示，导光部件130与导光部件120的不同之处在于，反射面131(131A及131B)为具有曲面的结构。另外，照明装置13的出射面132形成有圆弧的一部分。需要说明的是，在本变形例的照明装置中，在与厚度方向垂直的剖面上，照明装置的出射面也可以为圆弧以外的曲面。
反射面131A及反射面131B为相对于出射面132凹进的曲面。反射面131可用作为全反射面。在该情况下，从入射面133入射的光的至少一部分通过全反射进行反射。通过全反射反射的光的量取决于导光部件130的绝对折射率、以及光向反射面121入射的角度。在通过全反射反射的光的量较少的情况下，也可以对反射面121实施金属蒸镀。反射面131A及反射面131B由以相互不同的角度对从入射面133入射的光进行反射的多个面形成，例如可以由菲涅耳透镜构成。如图8的虚线所示，从光源22A及光源22B出射的漫射光从入射面133A及入射面133B入射导光部件130，到达反射面131A及反射面131B。到达反射面131A及反射面131B的光通过由上述多个面进行反射，在相对于出射面132垂直的方向上被反射，并从出射面132出射。即，由光源22出射的光由导光部件130转换为平行光并出射。
图9是显示装置2的立体图。在图9中，以虚线表示显示装置2中从光源22A及光源22B出射的光的行进路线。如图9所示，从导光部件130的出射面132相对于该出射面132垂直地出射的光经由连接部33，作为相对于导光板11的入射面(未图示)垂直的方向的平行光，入射导光板11。
根据上述的结构，照明装置13能够提供相对于导光板11被准直的平行光。
导光部件130的反射面131通过在与厚度方向垂直的剖面上具有曲线，能够提供相对于出射面132无暗线的、连续的光。另外，照明装置13通过具有反射面131，能够以与第一实施方式的照明装置12相同的原因缩短进深。
＜3.2＞
图10的标记901是表示作为第一实施方式的显示装置1的变形例的显示装置3的立体图。如图10所示，显示装置3具有：照明装置14、连接部33、以及导光板11。
图10的标记902是显示装置3包括的照明装置14的俯视图。如图10所示，照明装置14具有两个光源22(光源22A及光源22B)、以及导光部件140。导光部件140具有：入射面143(143A及143B)、反射面141(141A及141B)、以及出射面142。
如图10所示，导光部件140与导光部件120的不同之处在于，由两个反射面141A及反射面141B形成的反射面的形状相对于出射面142凹进。另外，在入射面143A及入射面143B与导光部件140之间分别形成有光限制部144A及光限制部144B。
光限制部144A及144B是使导光部件140的端部细长地伸展的形状，具有限制从入射面143入射的光的导光角的作用。具体而言，光限制部144A及光限制部144B分别限制从光源22A及22B出射的光的范围，以使从光源22A及光源22B出射的光只向对应的反射面141照射。通过具有这样构成的光限制部144，能够防止光源22A及光源22B向对应的反射面141以外的反射面照射。由此，能够防止产生杂散光。
反射面141A及反射面141B分别为平面的结构，可用作为全反射面。在该情况下，从入射面143入射的光的至少一部分通过全反射进行反射。通过全反射反射的光的量取决于导光部件140的绝对折射率、以及光入射反射面141的角度。在通过全反射反射的光的量较少的情况下，也可以对反射面121实施金属蒸镀。如图10的虚线所示，从光源22A及光源22B出射的漫射光从入射面143A及入射面143B入射导光部件140，到达反射面141A及反射面141B。到达反射面141A及反射面141B的光在与出射面142垂直的方向上被反射，并从出射面142出射。即，由光源22出射的光由导光部件140转换为平行光并出射。
如上所述，本实施方式的导光部件140具有对从入射面143A及入射面143B入射的光的范围进行限制的光限制部144A及光限制部144B，以使从入射面143A及入射面143B入射的光只向分别对应的反射面141A及反射面141B照射。
根据上述的结构，导光部件140通过具有光限制部144，能够防止产生杂散光。另外，根据上述的结构，通过使来自光源22的光由反射面121进行一次反射，成为在相对于具有曲面的出射面122垂直的方向上行进的光，能够转换为平行光。
＜3.3＞
图11的标记1001是表示作为显示装置1的变形例的显示装置4的立体图。如图11所示，显示装置4具有：照明装置15、连接部33、以及导光板11。
图11的标记1002是显示装置4具有的照明装置15的俯视图。如图11所示，照明装置15具有光源22、以及导光部件150。导光部件150具有：入射面153、反射面151、以及出射面152。
如图11所示，导光部件150与导光部件120的不同之处在于光源22为一个、以及反射面151的形状。反射面151由相对于来自光源22的光的入射方向凸出的曲面构成。该曲面的形状是使从光源22入射的光在相对于出射面152垂直的方向上反射的形状。另外，由反射面151反射的光在反射面151上反射的位置距离光源22越远，则该光至到达出射面152的距离越短。另外，反射面151形成为，使连结反射面151的任意的点与光源22的直线只在上述任意的点与反射面151相交。具体而言，反射面151的与光源22对置的端部设计为使反射面151与出射面152的距离缩短。由此，因为能够将从光源22出射的所有光照射至反射面151，所以，在与厚度方向垂直的剖面上能够使光在出射面152的所有区域出射。
反射面151可用作为全反射面。在该情况下，从入射面153入射的光的至少一部分通过全反射进行反射。通过全反射进行反射的光的量取决于导光部件150的绝对折射率以及光入射反射面151的角度。在通过全反射进行反射的光的量较少的情况下，也可以对反射面151实施金属蒸镀。
如图11的标记1002中虚线所示，从光源22出射的漫射光从入射面153入射导光部件150，到达反射面151。到达反射面151的光在相对于出射面152垂直的方向上被反射，从出射面152出射。即，由光源22出射的光由导光部件160转换为平行光并出射。
如上所述，本实施方式的导光部件150只具有一个入射面153。
根据上述的结构，能够避免导光部件150与其它的光源发生干涉。照明装置15能够提供相对于导光板11被准直的平行光。另外，照明装置15由于具有反射面151，能够以与第一实施方式的照明装置12相同的原因缩短进深。
＜3.4＞
图12是表示作为显示装置1的变形例的显示装置5的立体图。如图12所示，显示装置5具有：照明装置16、连接部33、以及导光板11。
图13是显示装置5包括的照明装置15的俯视图。图13的标记1201表示照明装置16的整体图，标记1202是标记1201中以框P包围的部分的放大图。如图13所示，照明装置16具有光源22、以及导光部件160。导光部件160具有：入射面163、第一反射面161A、第二反射面161B、以及出射面162。
如图13所示，导光部件150与导光部件120的不同之处在于，具有一个入射面的导光部件单位(图13的标记1202所示的部分)是连续的形状。另外，上述导光部件单位与导光部件120的不同之处在于，各自具有第一反射面161A及第二反射面161B。
第一反射面161A是用于使从入射面163入射的光向第二反射面161B反射的面。第二反射面161B是用于使由第一反射面161A反射的光在相对于出射面162垂直的方向上反射的面。
第一反射面161A可用作为全反射面。在该情况下，从入射面163入射的光的至少一部分通过全反射进行反射。第二反射面161B由相对于被第一反射面161A反射的光的入射方向凹进的曲面构成。该曲面的形状形成为，在与厚度方向垂直的剖面上使被第一反射面161A反射的光在相对于出射面垂直的方向上反射。第二反射面161B可用作为全反射面。在该情况下，由第一反射面161A反射的光的至少一部分通过全反射进行反射。在第一反射面161A及第二反射面161B中，通过全反射进行反射的光的量取决于导光部件160的绝对折射率以及光入射第一反射面161A及第二反射面161B的角度。在通过全反射进行反射的光的量较少的情况下，也可以对第一反射面161A及/或第二反射面161B实施金属蒸镀。
如图13的标记1202中虚线所示，从光源22出射的漫射光从入射面163入射导光部件150，到达第一反射面161A，并在第二反射面161B的方向上被反射。由第一反射面161A反射的光被第二反射面161B在相对于出射面162垂直的方向上反射，并从出射面162出射的。即，由光源22出射的光由导光部件160转换为平行光并出射。
根据上述的结构，照明装置15能够提供相对于导光板11被准直的平行光。
＜3.5＞
图14是表示导光部件120的变形例的照明装置17的俯视图。如图14所示，照明装置17替代上述导光部件160而具有导光部件170。导光部件170具有：入射面173、反射面171、以及出射面172。
如图14所示，导光部件170与导光部件120的不同之处在于，具有一个入射面173的导光部件单位为连续的形状。另外，上述导光部件单位与导光部件160的不同之处在于，通过由各反射面171进行的一次反射，在相对于出射面172垂直的方向上反射光。
反射面171由相对于从光源22出射且从入射面173入射的光的入射方向凹进的曲面构成。该曲面的形状为使由反射面171反射的光在相对于出射面172垂直的方向上反射的形状。反射面171可用作为全反射面。在该情况下，由反射面171进行反射的光的至少一部分通过全反射进行反射。通过全反射进行反射的光的量取决于导光部件170的绝对折射率、以及光入射反射面171的角度。在通过全反射进行反射的光的量较少的情况下，也可以对反射面171实施金属蒸镀。
如图14中虚线所示，从入射面173入射导光部件170的漫射光由反射面171朝相对于出射面172垂直的方向进行反射，并从出射面172出射。
根据上述的结构，由光源22出射的光被导光部件170转换为平行光并出射。
＜3.6＞
参照图15～图20，针对作为显示装置1的变形例的导光板110进行说明。
图15是导光板110的立体图。图16是表示导光板110的结构的剖视图。图17是表示导光板110的结构的俯视图。图18是表示导光板110具有的光路变更部116的结构的立体图。
导光板110是对从照明装置(未图示)入射的光(入射光)进行导光的部件。导光板110由透明且折射率比较高的树脂材料成型。作为形成导光板110的材料，例如可以使用聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂等。在本变形例中，导光板110由聚甲基丙烯酸甲酯树脂成型。如图15所示，导光板110具有：出射面115a(光出射面)、背面115b、以及入射面115c。
出射面115a是在导光板110的内部进行导光、将由后面叙述的光路变更部116进行光路变更后的光出射的面。出射面115a构成导光板110的前表面。背面115b是与出射面115a相互平行的面，是配置有后面叙述的光路变更部116的面。入射面115c是将从照明装置(未图示)出射的光入射导光板110内部的面。
从入射面115c入射导光板110的光由出射面115a或背面115b进行全反射，在导光板110内进行导光。
如图16所示，光路变更部116在导光板110的内部形成在背面115b，是用于将在导光板110内被导光的光进行光路变更并从出射面115a出射的部件。光路变更部116在导光板110的背面115b设有多个。
如图17所示，光路变更部116沿着与入射面115c平行的方向进行设置。如图18所示，光路变更部116为三棱锥形状，具有将入射的光进行反射(全反射)的反射面116a。光路变更部116例如也可以是在导光板110的背面115b形成的凹部。另外，光路变更部116不限于三棱锥形状。如图17所示，在导光板110的背面115b形成有由多个光路变更部116形成的多个光路变更部组117a、117b、117c…。
图19是表示光路变更部116的排列的立体图。如图19所示，在各光路变更部组117a、117b、117c…中，使多个光路变更部116的反射面116a相对于光的入射方向的角度相互不同地配置在导光板110的背面115b。由此，各光路变更部组117a、117b、117c…对入射光进行光路变更，使之从出射面115a向各方向出射。
接着，参照图20，针对由导光板110进行的立体图像I的成像方法进行说明。在此，针对在导光板110的与出射面115a垂直的面即立体图像成像面P、利用由光路变更部116进行光路变更的光使作为面图像的立体图像I成像的情况进行说明。
图20是表示由导光板110进行的立体图像I的成像方法的立体图。在此，针对在立体图像成像面P使内斜线环标成像为立体图像I的情况进行说明。
如图20所示，在导光板110中，例如由光路变更部组117a的各光路变更部116进行光路变更后的光在立体图像成像面P以线La1及线La2交叉。由此，在立体图像成像面P使立体图像I的一部分即线图像LI成像。线图像LI是与YZ平面平行的线图像。这样，利用来自属于光路变更部组117a的大量光路变更部116的光，使线La1及线La2的线图像LI成像。需要说明的是，使线La1及线La2的像成像的光可以由光路变更部组117a的至少两个光路变更部116来提供。
同样地，由光路变更部组117b的各光路变更部116进行光路变更后的光在立体图像成像面P以线Lb1、线Lb2及线Lb3交叉。由此，在立体图像成像面P使立体图像I的一部分即线图像LI成像。
另外，由光路变更部组117c的各光路变更部116进行光路变更后的光在立体图像成像面P以线Lc1及线Lc2交叉。由此，在立体图像成像面P使立体图像I的一部分即线图像LI成像。
由各光路变更部组117a、117b、117c…成像的线图像LI的X轴向的位置相互不同。在导光板110中，通过减小光路变更部组117a、117b、117c…间的距离，能够减小由各光路变更部组117a、117b、117c…成像的线图像LI的X轴向的距离。其结果是，在导光板110中，通过集成利用由光路变更部组117a、117b、117c…的各光路变更部116进行光路变更后的光成像的多个线图像LI，实际上使面图像即立体图像I在立体图像成像面P成像。
立体图像成像面P可以是与X轴垂直的平面，可以是与Y轴垂直的平面，另外也可以是与Z轴垂直的平面。另外，立体图像成像面P也可以是与X轴、Y轴、或Z轴不垂直的平面。此外，立体图像成像面P也可以不是平面而是曲面。即，导光板110可以利用光路变更部116在空间上的任意的面(平面及曲面)上使立体图像I成像。另外，通过组合多个面图像，能够使三维图像成像。
在上述各实施方式中，作为例子，针对向出射面入射的光相对于出射面垂直地入射的情况进行了说明，但入射出射面的入射角也可以恒定。
〔总结〕
本发明的一个方式的导光部件具有：来自光源的光入射的入射面、使从所述入射面入射的光反射的至少一个反射面、以及由曲面形成且将由所述反射面反射的光出射的出射面，所述反射面使从所述光源入射的光朝入射所述出射面的入射角度恒定的方向进行反射。
根据上述的结构，来自光源的光是由反射面反射、且在相对于具有曲面的出射面具有恒定入射角的方向上行进的光。也就是说，利用导光部件，能够将来自光源的光转换为平行光。
另外，基于本发明的一个方式的导光部件，所述反射面使从所述光源入射的光朝相对于所述出射面垂直的方向进行反射。
根据上述结构，来自光源的光是由反射面反射、且在相对于具有曲面的出射面垂直的方向上行进的光。也就是说，利用导光部件，能够将来自光源的光转换为平行光。
另外，基于本发明的一个方式的导光部件，所述反射面由以相互不同的角度对从所述入射面入射的光进行反射的多个面形成。
根据上述的结构，利用上述多个面在相互不同的方向上使光反射，由此，能够使从光源入射的光朝入射出射面的入射角度恒定的方向进行反射。
另外，基于本发明的一个方式的导光部件，在将与所述入射面、所述反射面、以及所述出射面平行的方向作为厚度方向的情况下，所述曲面的与所述厚度方向垂直的剖面形状为圆弧，所述反射面的与所述厚度方向垂直的剖面形状，是所述光源相对于所述反射面点对称的点与所述圆弧的中心点一致地进行配置的平面。
根据上述的结构，因为反射面为平面，所以能够容易地进行导光部件的制造。
另外，本发明的一个方式的导光部件具有：多个所述入射面、以及与多个所述光源分别对应的多个所述反射面，由各所述反射面反射的光从所述出射面的各自不同的区域出射。
根据上述的结构，能够将入射面配置在与导光板接近的位置，并能够缩短导光部件的进深。
另外，本发明的一个方式的导光部件具有对从所述入射面入射的光的范围进行限制的光限制部，以使从多个所述入射面入射的光只照射至对应的所述反射面。根据上述的结构，能够防止产生杂散光。
另外，本发明的一个方式的导光部件在所述反射面的至少一部分形成有反射层。根据上述的结构，能够形成具有期望功能的反射面。
另外，基于本发明的一个方式的导光部件，所述反射面形成为，使连结所述反射面的任意的点与所述光源的直线只在所述任意的点与所述反射面相交。
根据上述的结构，因为能够将从光源出射的所有光照射至反射面，所以能够在与厚度方向垂直的剖面上，在出射面的所有区域使光出射。
另外，本发明的一个方式的导光部件只具有一个所述入射面，由所述反射面反射的光在所述反射面反射的位置距离所述光源越远，所述光到达所述出射面的距离越短。
根据上述结构，能够缩短导光部件的进深。
另外，基于本发明的一个方式的导光部件，所述反射面由使从所述入射面入射的光的至少一部分全反射的第一反射面、以及使由所述第一反射面全反射的光的至少一部分全反射的第二反射面形成。
根据上述结构，所述反射面不需要通过金属蒸镀等形成反射层，能够将入射的光进行反射。
另外，本发明的一个方式的照明装置具有：上述导光部件、以及至少一个光源。根据上述的结构，照明装置能够提供在相对于导光板的入射面具有恒定入射角度的方向上被准直的平行光。
另外，本发明的一个方式的显示装置具有：上述照明装置、以及对从所述照明装置入射的光进行导光且使之由在规定的位置形成的光路变更部进行反射并从光出射面出射的导光板。根据上述的结构，显示装置能够按照预期使立体图像或平面图像成像。
另外，本发明的一个方式的显示装置还具有在所述照明装置与所述导光板之间将从所述照明装置出射的光的行进方向进行变更的连接部，所述连接部在从所述照明装置出射的光的行进方向上具有曲率。
根据上述的结构，可以使由所述反射面反射的光被导光的方向与光在所述导光板内行进的方向为不同的方向。
另外，基于本发明的一个方式的显示装置，所述曲率的曲率半径除以所述导光板的厚度后的值为3以上。
根据上述的结构，在所述连接部中行进方向被变更的光能够入射所述导光板，而不会在所述连接部向外部泄漏。
另外，基于本发明的一个方式的显示装置，所述导光板利用从所述光出射面出射的光，在该导光板以外的空间使图像成像。根据上述的结构，显示装置能够按照预期使立体图像成像。
另外，基于本发明的一个方式的显示装置，所述导光板利用从所述光出射面出射的光，在所述导光板的内部显示平面图像。根据上述的结构，显示装置能够显示平面图像。
本发明不限于上述各实施方式，在技术方案所示的范围内可以进行各种变更，针对将在不同的实施方式中分别公开的技术方法适当组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。
附图标记说明
1～5显示装置；12～17照明装置；11，110导光板；22光源；120，130，140，150，160，170导光部件；113，116，117光路变更部(光路变更部组)；116a，121，131，141，151，161，171反射面；115a，122，132，142，152，162，172出射面；11A，115c，123，133，143，153，163，173入射面；144光限制部。

Claims (16)

1.一种导光部件，其特征在于，具有：
入射面，其入射有来自光源的光；
至少一个反射面，其使从所述入射面入射的光反射；
出射面，其由曲面形成，将由所述反射面反射的光出射；
所述反射面使从所述光源入射的光朝入射所述出射面的入射角度恒定的方向进行反射。
2.如权利要求1所述的导光部件，其特征在于，
所述反射面使从所述光源入射的光朝相对于所述出射面垂直的方向进行反射。
3.如权利要求1或2所述的导光部件，其特征在于，
所述反射面由将从所述入射面入射的光以相互不同的角度进行反射的多个面形成。
4.如权利要求1或2所述的导光部件，其特征在于，
在将与所述入射面、所述反射面、以及所述出射面平行的方向作为厚度方向的情况下，所述曲面的与所述厚度方向垂直的剖面形状为圆弧，
所述反射面的与所述厚度方向垂直的剖面形状，是所述光源相对于所述反射面点对称的点与所述圆弧的中心点一致地进行配置的平面。
5.如权利要求1～4中任一项所述的导光部件，其特征在于，具有：
多个所述入射面；
多个所述反射面，其与多个所述入射面分别对应；
由各所述反射面反射的光从所述出射面的各自不同的区域出射。
6.如权利要求5所述的导光部件，其特征在于，具有：
光限制部，其对从所述入射面入射的光的范围进行限制，以使从多个所述入射面入射的光只照射至对应的所述反射面。
7.如权利要求1～6中任一项所述的导光部件，其特征在于，
在所述反射面的至少一部分形成有反射层。
8.如权利要求1～7中任一项所述的导光部件，其特征在于，
所述反射面形成为，使连结所述反射面的任意的点与所述光源的直线只在所述任意的点与所述反射面相交。
9.如权利要求1～3中任一项所述的导光部件，其特征在于，
只具有一个所述入射面，由所述反射面反射的光在所述反射面上反射的位置距离所述光源越远，则所述光到达所述出射面的距离越短。
10.如权利要求1或2所述的导光部件，其特征在于，
所述反射面由使从所述入射面入射的光的至少一部分全反射的第一反射面、以及使由所述第一反射面全反射的光的至少一部分全反射的第二反射面形成。
11.一种照明装置，其特征在于，具有：
权利要求1～10中任一项所述的导光部件；
至少一个光源。
12.一种显示装置，其特征在于，具有：
权利要求11所述的照明装置；
导光板，其对从所述照明装置入射的光进行导光，使之由在规定的位置形成的光路变更部进行反射并从光出射面出射。
13.如权利要求12所述的显示装置，其特征在于，
还具有在所述照明装置与所述导光板之间对从所述照明装置出射的光的行进方向进行变更的连接部，
所述连接部在从所述照明装置出射的光的行进方向上具有曲率。
14.如权利要求13所述的显示装置，其特征在于，
所述曲率的曲率半径除以所述导光板的厚度后的值为3以上。
15.如权利要求12～14中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述导光板利用从所述光出射面出射的光，在所述导光板以外的空间使图像成像。
16.如权利要求12～14中任一项所述的显示装置，其特征在于，
所述导光板利用从所述光出射面出射的光，在所述导光板的内部显示平面图像。
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