JP2000299012A - 平面照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 導光板のサイズや光源の種類、設置位置およ
び平面照明装置の使用目的等に対応し、明るく均一で効
率の良い出射光が得られる平面照明装置を提供する。 【解決手段】 平面照明装置１は、光源１０と、該光源
１０からの光を出射する表面部３と、表面部３の反対側
に位置する裏面部４と、表面部３及び裏面部４と直交す
る側面部５，６，７，８，９とを有する導光板２とを備
えて構成される。導光板２は、少なくとも１側面部に表
面部３及び裏面部４と直交する方向に沿って平行なプリ
ズム面５ａ，６ａ，６ｂ，７ａ，８ａが形成されてお
り、光源１０から入射して側面に達した光をプリズム面
５ａ，６ａ，６ｂ，７ａ，８ａにより再度導光板２内に
反射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、少ない光源を最大
限に利用する平面照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の平面照明装置として、導光板の１
側面全体に光源を近接させたり、光源に直角に交わる側
面部を鏡面化させて全反射を利用する方法が知られてい
る。

【０００３】また、従来の導光板として、導光板の裏面
側に白インク等でドット印刷を施すとともに反射シート
を設けたり、導光板の表面上に凸状や凹状の形状を線形
や非線形にグラデーション加工を施し、光源からの光を
凸状や凹状の形状部分で反射や屈折により光の拡散や集
光の作用を用いて輝度の向上を図るものが知られてい
る。

【０００４】さらに、従来の平面照明装置として、例え
ば特開平８−２５４６１８号公報に示すように、入射光
の供給がない入射端面の両端近傍に、一次光源の有効発
光部分からの入射光を供給するように分散指向させ、入
射端面の両端近傍の輝度を向上する目的で、導光板の入
射端面の全長に上下方向（厚さ方向）にプリズム面を設
けたものが知られている。

【０００５】また、従来の平面照明装置として、例えば
特開平１０−１９９３１６号公報に示すように、点光源
を導光板の入射端面部の中央に位置し、この点光源に対
向する部分の入射端面部にプリズムを形成し、入射光を
プリズムにより散乱させて導光板の隅部分の輝度を向上
させるものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平面照明装置は、導光板の裏面側に白インク等でドット
印刷を施すとともに反射シートを設けたり、導光板の表
面上に凸状や凹状の形状を線形や非線形にグラデーショ
ン加工を施し、光源からの光を凸状や凹状の形状部分で
反射や屈折により光の拡散や集光の作用を用いて表面に
出射させるように、導光板の表面側と裏面側とに対して
光の制御を行っているが、側面側に対しては単に光を反
射させるのみであるため、側面側の光を有効に利用して
いない課題がある。

【０００７】また、特開平８−２５４６１８号公報に示
す従来の平面照明装置は、導光板の入射端面の全長に上
下方向（厚さ方向）にプリズム面を設け、入射光の供給
がない入射端面の両端近傍に対し、一次光源の有効発光
部分からの入射光を供給するように分散指向させ、入射
端面の両端近傍における輝度の向上を図っている。

【０００８】しかしながら、図６に示すように、プリズ
ム面５１が無い場合の入射面５２で屈折した光線Ｉｆ
（点線で示す）よりもプリズム面５１で屈折した光線Ｉ
ｐ（実線で示す）の方がより両端側に光線が進み、入射
端面の中心部でもプリズム面では両端側に進み、全体と
して光を両側面方向に分散してしまい、導光板全体の輝
度低下をしてしまう課題がある。

【０００９】さらに、特開平１０−１９９３１６号公報
に示す従来の平面照明装置は、点光源を導光板の入射端
面部の中央に位置し、この点光源に対向する部分の入射
端面部にプリズムを形成し、入射光をプリズムにより散
乱させて導光板の隅部分の輝度の向上を図っており、入
射端面部に近い両側面の隅の輝度は向上するが、この入
射端面部に近い両側面の隅に進行する光量と、入射端面
部の反対側に位置する両側面の隅に進行する光量との比
率が異なるため、全体としての輝度の均一性が悪くなる
課題がある。

【００１０】そこで、本発明は、このような課題を解決
するためなされたもので、その目的は側面側に達した光
を側面部に施したプリズムによって、再度導光板内に反
射させ、少ない光源でも明るく均一な平面照明装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項１に係る平面照明装置は、導光板の少なくとも１
側面部に表面部及び裏面部と直交する方向に沿って平行
なプリズムが形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項１に係る平面照明装置は、導光板の
少なくとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する方向
に沿って平行なプリズムが形成されているので、側面部
の反射面積を大きくするとともに反射方向を制御するこ
とができる。

【００１３】また、請求項２に係る平面照明装置は、光
源を１側面部の端に位置し、導光板を光源付近以外の少
なくとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する方向に
沿って平行なプリズムが形成されていることを特徴とす
る。

【００１４】請求項２に係る平面照明装置は、光源を１
側面部の端に位置し、導光板を光源付近以外の少なくと
も１側面部に表面部及び裏面部と直交する方向に沿って
平行なプリズムが形成されているので、光源のスペース
を小さくできるとともに光源から離れている所の表面部
でも明るく出射することができる。

【００１５】さらに、請求項３に係る平面照明装置は、
光源を１側面部の端に位置し、導光板を光源側側面部以
外の少なくとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する
方向に沿って平行なプリズムが形成されていることを特
徴とする。

【００１６】請求項３に係る平面照明装置は、光源を１
側面部の端に位置し、導光板を光源側側面部以外の少な
くとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する方向に沿
って平行なプリズムが形成されているので、光源のスペ
ースを小さくできるとともに光源から離れている所の表
面部でも明るく出射することができる。

【００１７】また、請求項４に係る平面照明装置は、光
源側側面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光源
側側面部とプリズムの面との成す角度を光源側側面部か
ら遠くなるほど小さく形成することを特徴とする。

【００１８】請求項４に係る平面照明装置は、光源側側
面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光源側側面
部とプリズムの面との成す角度を光源側側面部から遠く
なるほど小さく形成するので、側面部に達した光源から
の光をもれなく導光板内部方向に反射させることができ
る。

【００１９】さらに、請求項５に係る平面照明装置は、
光源側側面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光
源から側面部までの距離と等しい側面部の光源側側面部
からの距離にある位置の光源側側面部とプリズムの面と
の成す角度を９０°とするとともに、この位置から離れ
るほど角度を小さく形成することを特徴とする。

【００２０】請求項５に係る平面照明装置は、光源側側
面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光源から側
面部までの距離と等しい側面部の光源側側面部からの距
離にある位置の光源側側面部とプリズムの面との成す角
度を９０°とするとともに、この位置から離れるほど角
度を小さく形成するので、光源側側面部に近い側面部や
光源側側面部に遠い側面部でも導光板内部方向に反射さ
せることができる。

【００２１】また、請求項６に係る平面照明装置は、光
源側側面部に形成されたプリズムを光源側側面部とプリ
ズムの面との成す角度を光源から遠くなるほど大きく形
成することを特徴とする。

【００２２】請求項６に係る平面照明装置は、光源側側
面部に形成されたプリズムを光源側側面部とプリズムの
面との成す角度を光源から遠くなるほど大きく形成する
ので、光源側側面部の側面部方向に進んだ光を導光板内
部方向に反射させることができる。

【００２３】さらに、請求項７に係る平面照明装置は、
光源を少なくとも１つからなる点光源であることを特徴
とする。

【００２４】請求項７に係る平面照明装置は、光源を少
なくとも１つからなる点光源であるので、部品点数が少
なく取り扱いが容易である。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図に基づき説明する。なお、本発明は、導光板の側面部
にプリズムを施し、少光源でも明るく均一な出射光が得
られる平面照明装置を提供することにある。

【００２６】図１は本発明に係る平面照明装置の実施の
形態を示す図、図２は同平面照明装置の点光源に近い側
面部の拡大図、図３は点光源から離れた側面部の拡大
図、図４は光源側側面部の拡大図、図５は光源側側面部
と反対側に位置する側面部の拡大図である。

【００２７】図１に示すように、平面照明装置１は、導
光板２と、この導光板２の側面の１端に配置された点光
源１０と、図示しない反射体等で構成されている。導光
板２は、屈折率が１．４〜１．７程度からなるアクリル
樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリオレフィ
ンやスチレンとアクリロニトリルとの共重合体、スチレ
ンとブタジエンとの共重合体、スチレンとメチルメタク
ルレートとの共重合体等の透明な樹脂からなる。

【００２８】また、導光板２は、図示しないが表面部３
または／および裏面部４に凸状や凹状の加工を施し、点
光源１０から導光板２内に導いた光を凸状や凹状部で反
射や屈折等を行って表面部３に出射するようにしたり、
裏面部４にシボ加工（梨地加工）等で裏面部４で散乱さ
せ表面部３に出射させている。

【００２９】さらに、導光板２は、光源側側面部５の光
源１０に対向した鏡面部９から取り入れた光を屈折率ｎ
に応じた屈折角βで入射し、光源側側面部５の法線と成
る屈折角βは０≦｜β｜≦ｓｉｎ^-1（１／ｎ）を満たす
範囲で導光板２内を進行する。

【００３０】また、導光板２の屈折率ｎが（ｎ＝１．４
９）の場合に屈折角βは約４２°となり、この範囲で導
光板２内を進行するとともに導光板２と空気層の屈折率
（ｎ＝１）との境界面で全反射を生じ、この臨界角も約
φ＝４２°となる。

【００３１】また、導光板２は、点光源１０側の側面部
５、光源１０側の側面部５と反対側に位置する側面部
６、点光源１０に近い側面部７および点光源１０と離れ
た側面部８を有しており、これらの面には互いに平行を
なし、表面部３と裏面部４の直交する方向に沿って平行
なプリズムが成形されている。

【００３２】さらに、図２の拡大図に示すように、光源
側側面部９と交わる側面部７にプリズム７ａを形成し、
点光源１０に近い導光板２の側面部７に施したプリズム
７ａは、光源側側面部９とプリズム面７ａとの成す角度
θを光源側側面部９から遠くなるほど小さく形成されて
いる。これにより、光源１０から遠い位置のプリズムの
面７ａで臨界角φ＝４２°内で反射させる様な角度θを
持たせて入射光を反対位置の側面部８方向に反射させ、
また光源１０から近い位置のプリズムの面７ａで同様に
入射光をやや上方の側面部８方向に反射させて、光源１
０付近（光源側側面部９および５）の輝度と光源１０か
ら遠い位置（光源側側面部９と反対側に位置する側面部
６）の輝度が同じ様になるように反射光の方向を制御す
る。

【００３３】また、図示しないが、点光源１０が光源側
側面部５の中央に位置した場合には、点光源１０と離れ
た側面部８には図２と対称的なプリズムを形成する。即
ち図２と同様に光源側側面部９とプリズムの面との成す
角度θを光源側側面部９から遠くなるほど小さく形成す
ることにより、全体的に均一の出射光が得られる。

【００３４】さらに、図３の拡大図に示すように、光源
側側面部５と交わる側面部８に形成されたプリズム８ａ
を光源１０から側面部８までの距離Ｌ１と等しい側面部
８の光源側側面部５からの距離Ｒ１にある位置の光源側
側面部５とプリズムの面８ｂとの成す角度αを９０°と
するとともに、この位置から離れるほど角度αを小さく
形成する。これにより、光源１０から側面部８までの距
離Ｌ１と等しい側面部８の光源側側面部５からの距離Ｒ
１にある位置のプリズムの面８ｂでは、光源側側面部５
と成す角度αが９０°になるので、臨界角φ＝４２°で
全反射し、点光源１０と対称の位置方向に光を進ませる
ことができる。

【００３５】また、プリズム面８ｂの位置から離れるほ
ど（側面部５と側面部６に近づく程）光源側側面部５と
プリズム面８ａとの成す角度αが小さくなる様にする。
これにより、入射光は側面部６に近い所では導光板２の
やや上向きの中心方向に臨界角φ＝４２°内で反射し、
側面部５に近い所では導光板２の上方方向（側面部６方
向）に臨界角φ＝４２°内で反射し、光源１０からより
遠い所に多くの光量が届くようにして、側面部８に到達
した光を無駄なく光源側側面部５の近くや遠くに導光板
２内部の目的方向に反射させることができる。

【００３６】さらに、図４の拡大図に示すように、光源
側側面部５のプリズム５ａは、光源側側面部５とプリズ
ムの面５ａとの成す角度γを光源１０から遠くなるほど
大きく形成する。これにより、入射光は光源１０に近い
所では光源１０から離れた側面部８方向に臨界角φ＝４
２°内で反射し、側面部８に近い所では導光板２の上方
方向（側面部６方向）に臨界角φ＝４２°内で反射し、
光源１０からより遠い所に多くの光量が届くように反射
させる。

【００３７】また、図５の拡大図に示すように、光源側
側面部５と反対側に位置する側面部６のプリズムの面６
ａと６ｂは、概略等辺から成り、２等辺三角形のプリズ
ムを形成している。これにより、光源１０からの直接
光、側面部７および側面部８からの光、さらに側面部５
から到達した光等を、一部は反射し、一部は屈折透過し
て反射体１１で反射後再びプリズムの面６ａおよび６ｂ
で屈折して入射し、あらゆる方向に散乱光を放射し、側
面部６に達した光を無駄なく反射散乱して光源１０から
遠い所全体を明るくする。

【００３８】光源１０は、青、緑、赤等の単色や白色の
ＬＥＤおよびレーザ等からなり、光源１０の形状として
は平面やレンズ付きのものであっても良く、導光板２と
は空隙を持たせてある。光源１０は、発光面が導光板２
の光源側側面部９と平行に対面して配置される。

【００３９】反射体１１は、熱可塑性樹脂に例えば酸化
チタンのような白色材料を混入したシートや熱可塑性樹
脂のシートにアルミニウム等の金属蒸着を施したり金属
箔を積層した物や、シート状金属およびこれらのフィル
ム形状にしたものからなり、光源１０からの光が導光板
２によって表面部３に出射させる光以外の光を反射また
は乱反射し、再度導光板２内に入射させて光源１０から
の光を全て表面部３から出射するようにする。

【００４０】このように、導光板２の側面部５、６、７
および８に光源１０からの光に対応した角度のプリズム
面を形成することにより、導光板のサイズや光源の種
類、設置位置および平面照明装置の使用目的等に対応し
た組み合わせのプリズム成形によって、点光源のような
少ない光源からの光でも効率良く反射等をさせることに
よって、明るく均一な出射光が得ることが出来る。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る平面照明
装置は、導光板の少なくとも１側面部に表面部及び裏面
部と直交する方向に沿って平行なプリズムが形成され、
側面部の反射面積を大きくするとともに反射方向を制御
することができるので、明るい出射光を得ることができ
る。

【００４２】また、請求項２に係る平面照明装置は、光
源を１側面部の端に位置し、導光板を光源付近以外の少
なくとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する方向に
沿って平行なプリズム成形を施したので、光源のスペー
スを小さくできるとともに光源から離れている所の表面
部でも明るく出射することができるので、導光板が全体
に均一な光を得ることができる。

【００４３】さらに、請求項３に係る平面照明装置は、
光源を１側面部の端に位置し、導光板を光源側側面部以
外の少なくとも１側面部に表面部及び裏面部と直交する
方向に沿って平行なプリズムが形成され、光源のスペー
スを小さくできるとともに光源から離れている所の表面
部でも明るく出射することができるので、小型化や軽量
化を図ることができる。

【００４４】また、請求項４に係る平面照明装置は、光
源側側面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光源
側側面部とプリズムの面との成す角度を光源側側面部か
ら遠くなるほど小さく形成するので、側面部に達した光
源からの光をもれなく導光板内部方向に反射させること
ができ、光源からの距離に関係無く均一な光が得られ
る。

【００４５】さらに、請求項５に係る平面照明装置は、
光源側側面部と交わる側面部に形成されたプリズムを光
源から側面部までの距離と等しい側面部の光源側側面部
からの距離にある位置の光源側側面部とプリズムの面と
の成す角度を９０°とするとともに、この位置から離れ
るほど角度を小さく形成するので、光源側側面部に近い
側面部や光源側側面部に遠い側面部でも導光板内部方向
に反射させることができ、導光板の長辺や短辺に関係無
く自由な形状を得ることができる。

【００４６】また、請求項６に係る平面照明装置は、光
源側側面部に形成されたプリズムを光源側側面部とプリ
ズムの面との成す角度を光源から遠くなるほど大きく形
成するので、光源側側面部の側面部方向に進んだ光を導
光板内部方向に反射させることができ、光源側のみなら
ず光源側と反対方向の隅まで光を進行させることができ
る。

【００４７】さらにまた、請求項７に係る平面照明装置
は、光源を少なくとも１つからなる点光源であるので、
部品点数が少なく取り扱いが容易であり、経済性、生産
性の向上を図ることができる。

【００４８】このように、光源からの光線に対応させた
角度を持つプリズム面を導光板の側面部に形成し、これ
らの組み合わせのプリズム形成によって、導光板のサイ
ズや光源の種類、設置位置および平面照明装置の使用目
的等に対応した明るく均一で効率の良い平面照明装置を
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平面照明装置の実施の形態を示す
概略斜視図

【図２】導光板の点光源に近い側面部の拡大図

【図３】導光板の点光源から離れた側面部の拡大図

【図４】導光板の光源側側面部の拡大図

【図５】導光板の光源側側面と反対側に位置する側面部
の拡大図

【図６】従来の導光板の平面拡大図

【符号の説明】

１…平面照明装置、２…導光板、３…表面部、４…裏面
部、５，６，７，８，９…側面部、１０…光源、５ａ，
６ａ，６ｂ，７ａ，８ａ，５１…プリズム面、１１…反
射体、５２…鏡面部、θ，α，γ…光源側側面部と成す
角度、β…屈折角、φ…臨界角、Ｌ１…光源から側面部
までの距離、Ｒ１…Ｌ１と同等の側面部の距離、Ｌｆ…
屈折光線、Ｌｐ…プリズムを透過した屈折光線。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 司 東京都多摩市永山６−22−６ 日本デンヨ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H038 AA52 AA55 BA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 該光源からの光を出射する表面部と、当該表面部の反対
   側に位置する裏面部と、前記表面部及び前記裏面部と直
   交する側面部とを有する導光板とを備えた平面照明装置
   において、 前記導光板は、少なくとも１側面部に前記表面部及び前
   記裏面部と直交する方向に沿って平行なプリズムが形成
   されていることを特徴とする平面照明装置。
2. 【請求項２】 前記光源は、前記１側面部の端に位置
   し、前記導光板は、前記光源付近以外の少なくとも１側
   面部に前記表面部及び前記裏面部と直交する方向に沿っ
   て平行なプリズムが形成されていることを特徴とする請
   求項１記載の平面照明装置。
3. 【請求項３】 前記光源は、前記１側面部の端に位置
   し、前記導光板は、前記光源側側面部以外の少なくとも
   １側面部に前記表面部及び前記裏面部と直交する方向に
   沿って平行なプリズムが形成されていることを特徴とす
   る請求項１記載の平面照明装置。
4. 【請求項４】 前記光源側側面部と交わる前記側面部に
   形成された前記プリズムは、前記光源側側面部と前記プ
   リズムの面との成す角度を前記光源側側面部から遠くな
   るほど小さく形成することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の平面照明装置。
5. 【請求項５】 前記光源側側面部と交わる前記側面部に
   形成された前記プリズムは、前記光源から前記側面部ま
   での距離と等しい前記側面部の前記光源側側面部からの
   距離にある位置の前記光源側側面部と前記プリズムの面
   との成す角度を９０°とするとともに、この位置から離
   れるほど前記角度を小さく形成することを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の平面照明装置。
6. 【請求項６】 前記光源側側面部に形成された前記プリ
   ズムは、前記光源側側面部と前記プリズムの面との成す
   角度を前記光源から遠くなるほど大きく形成することを
   特徴とする請求項１又は２記載の平面照明装置。
7. 【請求項７】 前記光源は、少なくとも１つからなる点
   光源であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
   記載の平面照明装置。