CN202813042U

CN202813042U - 面状照明装置

Info

Publication number: CN202813042U
Application number: CN201220359270.8U
Authority: CN
Inventors: 须磨亚希子
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2011-07-25
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: JP5725349B2; US20130027972A1; JP2013026138A; US8556493B2

Abstract

本实用新型提供一种导光板的射入端面附近的辉度的均匀性优异并适合于薄型化的面状照明装置。本实用新型的面状照明装置在其导光板的射入端面形成有射入棱镜，该射入棱镜具有：第一棱镜部，该第一棱镜部包括相对于射入端面形成为凸状的多个第一棱镜；以及第二棱镜部，该第二棱镜部设置成沿着射入端面的长边方向与第一棱镜部邻接，且包括相对于射入端面形成为凸状的多个第二棱镜。而且第一棱镜形成为一部分与邻接的第一棱镜重叠并且第一棱镜的顶部与第二棱镜的顶部相比位于相对于射入端面更高的位置（H1＞H2），由此能不增多漏光而抑制在射入端面附近产生的辉度的反转现象。

Description

面状照明装置

技术领域

本实用新型涉及面状照明装置，详细地说，是涉及具备在射入端面配置光源并从射出部射出面状的照明光的导光板的侧光照明方式的面状照明装置。

背景技术

作为液晶显示面板的照明单元，以移动电话等小型移动信息设备的领域为中心广泛采用有侧光照明方式的面状照明装置（背光灯），该面状照明装置是将小型且环境兼容性优异的LED沿着导光板的射入端面配置而成。众所周知在这样的面状照明装置中，在导光板的射入端面附近产生由各LED的前方的亮部与邻接的LED之间的暗部构成的辉度不均。以往，为了消除这样的辉度不均而提出了在射入端面形成用于扩散光的射入棱镜的面状照明装置的方案（例如，参照专利文献1）。

另外，近年来，随着信息设备的薄型化，强烈要求面状照明装置进一步薄型化。因此，例如，提出了如下的面状照明装置，即、构成为在导光板的射入端面附近设置倾斜面，导光板的厚度从射入端面朝射出面逐渐减小，由此在射入端面确保与LED的射出面对应的厚度，并且将导光板的射出面部分的薄型化（例如，参照专利文献2）。

专利文献1：日本特开平10－293202号公报

专利文献2：日本特开2008－170739号公报

那么，根据本发明者等的调查，了解到在薄型的面状照明装置中，在其射入端面附近产生的辉度不均，不仅是产生明暗的图案，还出现该图案与面对导光板的射出面的方向对应而发生变化的现象。这样的明暗图案的变化典型的情况是，在从与导光板的射出面大致垂直的方向面对射出面的情况下，可以观察到各LED的前方为亮部，邻接的LED之间为暗部，但是在从与导光板的射出面接近水平的方向面对射出面的情况下，出现可以观察到上述的亮部与暗部调换了的图案的现象（以下，称作反转现象）。

因为这样的反转现象明显影响例如液晶显示装置等被照明体的辨认性，所以抑制反转现象是提高面状照明装置的品质的重要课题。认为反转现象的主要原因是辉度角度分布不同，该辉度角度分布不同的原因是，在导光板的射入端面附近，LED的前方区域的辉度主要来自于从LED向前方被引导的光，LED之间的区域的辉度主要来自于从两个邻接的LED在倾斜方向被引导的光。而且，根据本发明者等的研究，了解到专利文献1所记载的现有的射入棱镜不能完全抑制该现象。

另外，在本发明者等的调查中，了解到在导光板的射出面上设置由与射入端面大致垂直地延伸的多个棱镜构成的棱镜组，由此能够有效地抑制反转现象。然而，特别是在如专利文献2所记载的在射入端面附近具有倾斜面的薄型的面状照明装置中，产生因上述棱镜组而导致倾斜面与射出面的边界部分的漏光增大的问题，所以难以将上述棱镜组作为用于抑制反转现象的一般解决方法来使用。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述课题而完成的，其目的在与提供一种导光板的射入端面附近的辉度的均匀性优异、并适合于薄型化的面状照明装置。

以下的实用新型的方式举例表示本实用新型的结构，为了容易理解本实用新型的多样的结构而分项进行说明。各项并不限定本实用新型的技术范围，参照用于实施实用新型的优选的方式，对于将各项的构成元件的一部分进行置换、删除、或者进一步附加其他构成元件的情况，都包含在本申请实用新型的技术范围内。

（1）一种面状照明装置，该面状照明装置具备点状光源和导光板，该导光板具有供该点状光源配置的射入端面以及使从该射入端面射入的光呈面状射出的射出面，在上述射入端面形成有用于使来自上述点状光源的光在与上述射出面大致平行的平面内分散的射入棱镜，上述面状照明装置的特征在于，上述射入棱镜具有：第一棱镜部，该第一棱镜部包括相对于上述射入端面形成为凸状的多个第一棱镜；以及第二棱镜部，该第二棱镜部设置成沿着上述射入端面的长边方向而与该第一棱镜部邻接，且包括相对于上述射入端面形成为凸状的第二棱镜，上述第一棱镜形成为一部分与邻接的上述第一棱镜重叠，并且上述第一棱镜的顶部与上述第二棱镜的顶部相比，位于相对于上述射入端面更高的位置（技术方案1）。

根据本项所记载的面状照明装置，在从点状光源射出的光中的、使从第一棱镜的一侧的棱镜面射入并在该第一棱镜的另一侧的棱镜面不发生反射而朝向倾斜方向的光增多，由此能够使导光板的射入端面附近的辉度的均匀性提高。此时，根据本项所记载的面状照明装置，上述朝向倾斜方向的光增多，由此点状光源的前方区域与邻接的点状光源之间的区域的辉度角度分布均匀化，所以能够有效地抑制在射入端面附近产生的辉度的反转现象。

另外，本项所记载的面状照明装置不需要设置于射出面的棱镜等，就能抑制在射入端面附近产生的反转现象，并提高辉度的均匀性。因此，在导光板的射入端面附近设置了倾斜面的薄型的面状照明装置中，由于不使在倾斜面与射出面的边界部中的漏光增多，所以特别有利于应用在这样的薄型的面状照明装置。

（2）在（1）项所记载的面状照明装置的基础上，其特征在于，因邻接的上述第一棱镜彼此重叠而形成的谷底部与上述第二棱镜的顶部相比，位于相对于上述射入端面更高的位置（技术方案2）。

根据本项所记载的面状照明装置，进一步增多从上述第一棱镜的一方的棱镜面射入的光中的、不被另一侧的棱镜面反射而朝向倾斜方向的光，由此能够进一步有效地使点状光源的前方区域与邻接的点状光源的之间的区域的辉度角度均匀化。

（3）在（1）或（2）项所记载的面状照明装置的基础上，其特征在于，上述第一棱镜部以及第二棱镜部沿着上述射入端面的长边方向重复形成（技术方案3）。

（4）在（1）所记载的面状照明装置的基础上，其特征在于，上述第一棱镜以及第二棱镜在上述导光板的厚度方向具有固定的截面形状（技术方案4）。

（5）在（1）所记载的面状照明装置的基础上，其特征在于，上述第一棱镜以及第二棱镜的截面形状为三角形（技术方案5）。

（6）在（1）所记载的面状照明装置的基础上，其特征在于，上述第一棱镜以及第二棱镜的顶角全部相同（技术方案6）。

根据本实用新型，利用以上的结构，能够提供一种导光板的射入端面附近的辉度的均匀性优异、并适合于薄型化的面状照明装置。

附图说明

图1是示出本实用新型的一个实施方式中的面状照明装置的主要部分的立体图。

图2是放大示出图1所示的面状照明装置的射入棱镜的俯视图。

图3是示出经由射入棱镜的棱镜面而射入导光板的光的光路的一例的图，（a）是示出本实用新型所涉及的射入棱镜的情况的图，（b）是为了比较而示出现有的射入棱镜的情况的图。

图4是为了对本实用新型的作用效果进行说明而示意性地示出射入到导光板的光的代表性的光路的图。

附图标记说明如下：

10…面状照明装置；11…LED（点状光源）；21…导光板；22…射入端面；24…射出面；30…射入棱镜；31…第一棱镜部；32…第二棱镜部；33…第一棱镜；33A…第一棱镜的顶部；34…第二棱镜；34A…第二棱镜的顶部。

具体实施方式

以下，结合附图并对本实用新型的实施方式进行说明。图1是示出本实用新型的一个实施方式中的面状照明装置10的主要部分的立体图。

面状照明装置10具备作为点状光源的多个（图示的例子中为三个）LED11、和用于使LED11发出的光呈面状射出的导光板21。典型的LED11为类似白色LED。导光板21使用透明材料（例如，聚碳酸酯树脂）而形成为俯视观察呈近似矩形状，将其一侧端面设为射入端面22，LED11以使其发光面12朝向导光板21的射入端面22的状态沿着射入端面22而被配置。

此处，在以下的说明中，将从导光板21的射入端面22朝对置的侧端面23的方向定义为“前方”，换言之，将LED11的发光面12所朝的方向定义为“前方”。

导光板21具备：从射入端面22向前方形成的射入部26、和在射入部26的前方连续形成并使从射入部26导出的光射出的射出部27。射入部26具有以固定的角度倾斜的倾斜面26a，由此，形成为厚度从射入端面22侧朝前方逐渐减小。

射出部27形成为具有固定的厚度（射入部26的最前方部分的厚度）的矩形平板状，将与倾斜面26a连续的一侧的主面作为使从射入端面22射入的光呈面状射出的射出面24，将与射出面24对置的另一侧的主面作为反射面25。在面状照明装置10中，可以在反射面25形成有例如由多个点构成的光路变换图案。

面状照明装置10还在射入端面22形成有射入棱镜30（在图1中由在导光板21的厚度方向延伸的多条竖线示意性地表示），因此，能够使从LED11的发光面12射出的光分散到与射出面25大致平行的平面内并且射入到导光板21内。

图2是放大示出射入棱镜30的俯视图。射入棱镜30具有：第一棱镜部31，该第一棱镜部31包含多个（图示的例子中为两个）第一棱镜33；以及第二棱镜部32，该第二棱镜部32包含多个（图示的例子中为两个）第二棱镜34。第一棱镜33以及第二棱镜34相对于射入端面22形成为凸状。

此外，在图2所示的例子中，由于第一棱镜33以及第二棱镜34无间隙地排列，因此相当于射入端面22的实际的平面在构造中不存在，在图2中用虚线表示的假想平面22相当于射入端面22。

在射入棱镜30中，第一棱镜33形成为在导光板21的厚度方向（在图2中为与纸面正交的方向）延伸的三棱柱状。即，第一棱镜33是由一对棱镜面33a、33b形成为具有三角形的截面形状并且该截面形状在光板21的厚度方向固定。

而且，第一棱镜部31包括沿着射入端面22的长边方向邻接的两个第一棱镜33，形成为两个第一棱镜33彼此的一部分重叠。此时，第一棱镜33的一对棱镜面33a、33b中的、与邻接的第一棱镜33重叠的一侧的棱镜面33b的一部分作为假想面33b＇而埋入邻接的第一棱镜33内，并形成由假想面33b＇、33b＇包围且以两个棱镜面33b、33b相交的谷底部33C作为顶部的三棱柱状的重叠部分35。

此外，在将第一棱镜部31的截面形状作为一体的形状来观察的情况下，可以说是由具备两个顶部33A且具有凹五角形状的截面的一个棱镜构成，但是在本说明书中，如上述那样，该凹五角形是作为将两个三角形重叠地配置的结构而获得的，也就是说，第一棱镜部31包括两个单独的第一棱镜33，并且各个第一棱镜33具有由包括邻接的第一棱镜33内的假想平面33b＇而确定的三角形状的截面。

在射入棱镜30中，第二棱镜部32设置成沿着射入端面22的长边方向与第一棱镜部31邻接。第二棱镜34形成为在导光板21的厚度方向延伸的三棱柱状。即，第二棱镜34由一对棱镜面34a、34b形成为具有三角形的截面形状并且该截面形状在导光板21的厚度方向固定。

另外，在图2所示的例中，第二棱镜34以邻接的第二棱镜34以及邻接的第一棱镜33既没有间隙也不重叠的方式排列。因此，第二棱镜34的棱镜面34b与邻接的第二棱镜34的棱镜面34b相交的谷底部34C位于射入端面22上，构成第二棱镜34彼此的边界。同样地，第二棱镜34的棱镜面34a与邻接的第一棱镜33的棱镜面33a相交的谷底部34D位于射入端面22上，构成第一棱镜33与第二棱镜34的（因此也是第一棱镜部31和第二棱镜部32的）边界。反过来说，该例中的射入端面22的特征是包括全部第一棱镜33以及第二棱镜34的凸形状的基端部亦即谷底部34C、34D的假想平面。

然而，在面状照明装置10中，射入棱镜30可以包括隔开间隙地排列第二棱镜34、以及邻接的第一棱镜33或第二棱镜34的位置，第二棱镜34、以及邻接的第一棱镜33或第二棱镜34之间的平面也可以作为射入端面22的构成要素的一部分而被包含。

此处，在射入棱镜30中，第一棱镜33的顶部33A与第二棱镜34的顶部34A相比，位于相对于射入端面22更高的位置（H1＞H2），另外，因相互邻接的第一棱镜33的重叠而形成的谷底部（重叠部分35的顶部）33C与第二棱镜34的顶部34A相比，位于相对于射入端面22更高的位置（H3＞H2）。

在面状照明装置10中，在LED11向面状照明装置10安装的配置状态下，构成射入棱镜30的凸构造的相对于射入端面的高度高的位置与低的位置相比，朝LED11方向更加突出。

另外，在射入棱镜30中，第一棱镜部31与第二棱镜部32沿着射入端面22的长边方向重复形成。此时，优选将一个第一棱镜部31和与其邻接的一个第二棱镜部32作为一个单元的单元之间的间距P至少比LED11的发光面12的宽度（在向面状照明装置10安装的配置状态下，沿着射入端面22的长边方向的长度）小，例如，可以设为约100μm。该间距P可以是遍及射入棱镜30的整体而固定的、或者也可以是例如与LED11的位置关系等对应而变化。

另外，在射入棱镜30中，第一棱镜33以及第二棱镜34的顶角θ全部形成为相同的角度（例如80°）。当制造导光板21时，在其金属模具加工过程中，由于使用一把车刀就能容易地对与射入棱镜30对应的部分进行切削加工，因此该结构在导光板21的制造性方面是有利的。然而，在射入棱镜30中，第一棱镜33以及第二棱镜34的顶角θ与分散性能等光学特性对应而适当地设定在规定的范围内（例如60°~120°），此时，各个第一棱镜33以及第二棱镜34的顶角θ也可以不全部相同。

接着，参照图3以及图4，如下所述，对射入棱镜30以及具备射入棱镜30的面状照明装置10的作用效果进行说明。

此处，图3（a）示出在射入端面22形成有本实用新型所涉及的射入棱镜30的例子，图3（b）示出在射入端面22形成有现有的射入棱镜40的例子。现有的射入棱镜40构成为使在导光板21的厚度方向延伸的三棱柱状的棱镜41（在图示的例子中相当于射入棱镜30的第一棱镜33）沿着射入端面22的长边方向既没有间隙也不重叠地排列，棱镜41具有全部相同的高度。

而且，图3（a）、（b）示出从LED11射出的光中的、相对于射入端面22具有大于等于θ/2（其中，θ是第二棱镜34以及棱镜41的顶角）的入射角而倾斜射入的光分别经由棱镜面33a、41a而射入到导光板21内时的光路。

如图3（a）、（b）所示，在本实用新型的射入棱镜30中，由于相对于光射入面22的高度比第一棱镜33低的第二棱镜34与第一棱镜33邻接，因此射入一个第一棱镜33的棱镜面33a的光与射入现有的棱镜40的一个棱镜41的棱镜面41a的光相比增多（A1＞B1）。

另外，在射入棱镜30中，第一棱镜33形成为一部分与邻接的第一棱镜33重叠，由此从棱镜面33a射入的光中的、因被对置的棱镜面33b的反射而不射向前方、而沿着倾斜方向前进的光L2的比例（A3/A1），与在现有的射入棱镜40中从棱镜面41a射入的光中的、因被对置的棱镜面41b的反射而不射向前方、而沿着倾斜方向前进的光L2的比例（B3/B1）相比增大（（A3/A1）＞（B3/B1））。

由于因相互邻接的第一棱镜33的重叠而形成的谷底部33C与第二棱镜34的顶部34A相比，位于相对于射入端面22更高的位置，因此射入棱镜30的这种作用更加显著。

即，本实用新型的射入棱镜30与现有的射入棱镜40相比，相对于射入端面22倾斜地射入的光中的、因射入棱镜30而导致在前方方向改变光路的光L1的比例减少，以保持原状态沿倾斜方向被导入导光板21内的光L2的比例增大。

其结果是，在射入端面22具备射入棱镜30的面状照明装置10中，如图4示意性地示出的那样，从各LED11a、11b、11c射出并射入导光板21的光中的、被引导至LED的前方方向的光La1、Lb1、Lc1减少，被引导至LED的倾斜方向的光La2~La5、Lb2~Lb4、Lc2~Lc4增多。

因此，例如，对于LED11b的前方区域A中的辉度，从LED11b射出并在导光板21内导向前方的光Lb1贡献减少，从两个相邻的LED11a、11c导向倾斜方向的光La5、Lc4的贡献增大。这种情况在LED11a、11c的前方区域也是一样的。

另一方面，例如，在LED11a与LED11b之间的区域B中，与以往相同地，主要是从两个相邻的LED11a、11b导向倾斜方向的光La3、Lb2对该区域B的辉度有贡献，在LED11b与LED11c之间的区域C中，主要是从两个相邻的LED11b、11c导向倾斜方向的光Lb3、Lc2对该区域C中的辉度有贡献。

由此，对于导光板21的射入端面22附近的辉度而言，在LED的前方区域（例如，LED11b的前方区域A）和LED之间的区域（例如，LED11a、11b之间的区域B、以及LED11b、11c之间的区域C），能够使辉度角度分布均匀化从而抑制反转现象，并且使辉度均匀化，进而能够使液晶显示装置等面状照明装置10对被照明体的辨认性提高。

以上是基于优选的实施方式对本实用新型进行了说明，但是本实用新型并不限定于上述的实施方式。例如，在不使光漏泄增多而能够抑制反转现象的点上，虽然本实用新型的射入棱镜30有利地应用于如图1所示的具备射入部26的薄型的面状照明装置10，但是本实用新型的射入棱镜30能够应用于具备将侧端面作为射入面的导光板的任意的面状照明装置。

另外，在上述实施方式中，射入棱镜30遍及射入端面22的整个面而形成，但是射入棱镜30可以在例如射入端面22的与LED11的发光面12对置的区域等的、射入端面22的一个或者多个部分区域选择性形成。另外，射入棱镜30所具备的第二棱镜部32不一定包括多个第二棱镜34，也可以具备一个第二棱镜34。

另外，在构成射入棱镜30的第一棱镜33以及第二棱镜34中，其棱镜面33a、33b、34a、34b并不限定于平面（倾斜角固定），例如也可以是弯曲的曲面。另外，在射入棱镜30中，包含距离射入端面22的高度不同的棱镜的棱镜部的种类不一定限定为两种，射入棱镜30也可以具有包含各自高度不同的棱镜的三种以上的棱镜部。

Claims

1.一种面状照明装置，该面状照明装置具备点状光源和导光板，该导光板具有供该点状光源配置的射入端面以及使从该射入端面射入的光呈面状射出的射出面，在所述射入端面形成有用于使来自所述点状光源的光在与所述射出面大致平行的平面内分散的射入棱镜，

所述面状照明装置的特征在于，

所述射入棱镜具有：第一棱镜部，该第一棱镜部包括相对于所述射入端面形成为凸状的多个第一棱镜；以及第二棱镜部，该第二棱镜部设置成沿着所述射入端面的长边方向与该第一棱镜部邻接，且包括相对于所述射入端面形成为凸状的第二棱镜，所述第一棱镜形成为一部分与邻接的所述第一棱镜重叠，并且所述第一棱镜的顶部与所述第二棱镜的顶部相比，位于相对于所述射入端面更高的位置。

2.根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于，

因邻接的所述第一棱镜彼此重叠而形成的谷底部与所述第二棱镜的顶部相比，位于相对于所述射入端面更高的位置。

3.根据权利要求1或2所述的面状照明装置，其特征在于，

所述第一棱镜部以及第二棱镜部沿着所述射入端面的长边方向重复形成。

4.根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于，

所述第一棱镜以及第二棱镜在所述导光板的厚度方向具有固定的截面形状。

5.根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于，

所述第一棱镜以及第二棱镜的截面形状为三角形。

6.根据权利要求1所述的面状照明装置，其特征在于，

所述第一棱镜以及第二棱镜的顶角全部相同。