JP2003098357A - 導光体および光源装置ならびに平面照明装置 - Google Patents
導光体および光源装置ならびに平面照明装置Info
- Publication number
- JP2003098357A JP2003098357A JP2001287252A JP2001287252A JP2003098357A JP 2003098357 A JP2003098357 A JP 2003098357A JP 2001287252 A JP2001287252 A JP 2001287252A JP 2001287252 A JP2001287252 A JP 2001287252A JP 2003098357 A JP2003098357 A JP 2003098357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light guide
- ridge
- light source
- emitted
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Planar Illumination Modules (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
部から輝度斑のない明るい出射光を得る。 【解決手段】 導光体3は、光源2からの光線を導く入
射端面部4と、光を出射する出射面5を有し、出射面5
に入射端面部4の中心位置と同心に凹状や凸状の稜5
a,5bを有する細長い四角柱形状をなす。光偏光シー
ト8は、導光体3の出射面5上に稜5a,5bに対応す
る様な位置関係に円弧状プリズム形状を有する。導光板
9は、光偏光シート8に対向した位置に光偏光シート8
からの光を導く入射面部10と、光を出射する表面部1
2を有する。光源2から稜5a,5bに対応する任意の
距離に於いて光エネルギが等しく導光体3から出射した
光を光偏光シート8により出射面に対し略直角方向に出
射し、この出射した光を導光板9の入射面部10から導
き、表面部12から光を出射する。
Description
用いられる光源装置の導光体および当該導光体と同形状
を有した光偏光シートとを用いた平面照明装置に関す
る。特に、本発明は、少ない光源でも明るく斑の無い出
射光が得られる導光体および光源装置ならびに平面照明
装置に関する。
ら光を導く入射端面部と光を出射する出射面以外の面に
ローレット加工等の凸凹形状を施して出射面から光を出
射するものが知られている。
部や裏面部にプリズムやブラスト等で凸状または凹状の
形状をランダムに設け、光源から入射した入射光を反射
させ、出射面から光を出射させるものが知られている。
光体として、光源から光を導く入射端面部と光を出射す
る出射面以外の面にローレット加工等の凸凹形状を施し
て出射面から光を出射する構成では、繊細な光のコント
ロールができず、凸凹形状の何処かでは反射等の作用は
あるが、確実に光の制御ができず光の偏向効率に課題が
ある。
やブラスト等で凸状または凹状の形状をランダムに設
け、光源から入射した入射光を反射させ、出射面から光
を出射させる構成では、プリズムやブラスト等で凸状ま
たは凹状の形状を導光体の表面部や裏面部にランダムに
設けている。このため、光源から入射した入射光を反射
や屈折および集光等をしても出射エネルギが均等に分布
せず、出射光として斑や輝度低下する課題がある。
なされたもので、導光体を四角柱形状や円柱形状に成
し、光を出射する出射面に入射端面部の中心位置と同心
に凸状や凹状の稜を有し、この導光体の稜と対称な位置
関係を有する円弧状プリズム形状を有する光偏光シート
を備えて、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光
エネルギが等しく略垂直方向に光を出射させ、この略垂
直方向に導光板の入射面を設けて導光板内に光偏光シー
トからの出射光を効率良く導き導光板の表面部から輝度
斑のない明るい出射光が得られる導光体および光源装置
ならびに平面照明装置を提供することにある。
請求項1に係る導光体は、四角柱形状を成し出射面に入
射端面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状の
稜を有し、光源から稜に対応する任意の距離を於いて光
エネルギが等しく出射することを特徴とする。
し出射面に入射端面部の中心位置と同心に凸状または/
および凹状の稜を有し、光源から稜に対応する任意の距
離を於いて光エネルギが等しく出射するので、導光体の
出射面の何処でも斑なく均一な輝度で出射することがで
きる。
を成し出射面が矩形状面であって、出射面に入射端面部
の中心位置と同心に凸状または/および凹状の稜を有
し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネル
ギが等しく出射することを特徴とする。
出射面が矩形状面であって、出射面に入射端面部の中心
位置と同心に凸状または/および凹状の稜を有し、光源
から稜に対応する任意の距離に於いて光エネルギが等し
く出射するので、導光体の出射面の何処でも斑なく均一
な輝度で出射することができる。
心位置と同心との法線と直角方向での断面が常に三角形
状であることを特徴とする。
同心との法線と直角方向での断面が常に三角形状である
ので、出射面から出射角を略同一とする出射光を得るこ
とができる。
または非連続であることを特徴とする。
非連続であるので、出射面から出射光を稜に沿って全域
に出射することができるばかりでなく、目的とする位置
に部分的に出射することもできる。
状の稜の角度が80度〜179度の範囲であることを特
徴とする。
角度が80度〜179度の範囲であるので、導光体の出
射面に於ける稜の角度変化に伴い稜の相互間の間隔を調
整することができるとともに光源から離れるにしたがっ
て稜の相互間のピッチを短く設定することもでき、さら
に凸状または凹状の稜の高さまたは深さを設定すること
ができる。
を出射面または/および裏面の仮想水平面と成す角度が
0.01度〜10度の範囲であることを特徴とする。
面または/および裏面の仮想水平面と成す角度が0.0
1度〜10度の範囲であるので、仮想水平面と成す角度
を変化させて稜の相互間の間隔を調整することができる
とともに光源から離れるにしたがって稜の相互間のピッ
チを短く設定することができ、また凸状または凹状の稜
の高さまたは深さを設定することができる。
状の稜部が平坦に欠切したことを特徴とする。
が平坦に欠切したので、例えば出射面の反対側面の近傍
に反射体を備えた場合には、出射面の平坦部で全反射し
た光が出射面の反対側面方向に進んで導光体の外部に出
射した光線が、反射体で反射して再度導光体に入射し、
この光線が出射面の稜の斜面では反射や屈折を行うが、
本請求項に於ける平坦の部分では略ストレートに出射面
から出射することができる。
の稜の隣り合った面が曲線または円弧状であることを特
徴とする。
隣り合った面が曲線または円弧状であるので、曲線また
は円弧状が内側にへこんだ稜の面の場合には、光を拡散
し、また、曲線または円弧状が外側に膨らんだ稜の面の
場合には、曲率と一致する場所では光を集光し、それ以
上遠ざかると光を拡散するように出射光の出射角等可変
することができる。
と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射面に
入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状
の稜を有する細長い四角柱形状または円柱形状の導光体
と、導光体の出射面上に稜に対応する様な位置関係に円
弧状プリズム形状を有する光偏光シートとを具備し、導
光体の稜の角度と光偏光シートの稜の角度とが常に同角
度であることを特徴とする。
くとも一端部を光源からの光線を導く入射端面部とする
とともに光を出射する出射面を有し、出射面に入射端面
部の中心位置と同心に凸状または/および凹状の稜を有
する細長い四角柱形状または円柱形状の導光体と、導光
体の出射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プリ
ズム形状を有する光偏光シートとを具備し、導光体の稜
の角度と光偏光シートの稜の角度とが常に同角度である
ので、導光体の稜から出射する前の光線の角度と光偏光
シートの稜に入射した後の光線の角度とが等しくするこ
とができるとともに導光板の稜からの出射光を最短距離
で完全に光偏光シートの稜に導き効率良く光線を偏光す
ることができる。
光シートが導光体の入射端面部から中心位置と導光体の
稜と同心の位置に対応する凸状または/および凹状の稜
を有することを特徴とする。
トが導光体の入射端面部から中心位置と導光体の稜と同
心の位置に対応する凸状または/および凹状の稜を有す
るので、導光体の凸状や凹状の稜からの出射光を最短距
離で完全に本光偏光シートの凸状や凹状の稜に導くこと
ができる。
偏光シートの稜を中心位置と同心の位置に対応した稜と
の法線と直角方向での断面が常に三角形状であることを
特徴とする。
トの稜を中心位置と同心の位置に対応した稜との法線と
直角方向での断面が常に三角形状であるので、導光体か
らの出射光を偏光することができる。
光シートを連続または非連続であることを特徴とする。
トを連続または非連続であるので、導光体からの出射光
に対して偏光を必要とする部分を選択的に偏光すること
ができる。
偏光シートの三角形状の稜の角度が60度〜80度の範
囲であることを特徴とする。
トの三角形状の稜の角度が60度〜80度の範囲である
ので、目的に合わせて稜の相互間のピッチや稜の高さま
たは深さを設定することができる。
光シートの三角形状を光偏光シートの仮想水平面と成す
角度が20度〜60度の範囲であることを特徴とする。
トの三角形状を光偏光シートの仮想水平面と成す角度が
20度〜60度の範囲であるので、三角形状の幅や相互
間のピッチをコントロールすることができる。
は、光源と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く
入射端面部とするとともに光を出射する出射面を有し、
出射面に入射端面部の中心位置と同心に凸状または/お
よび凹状の稜を有する細長い四角柱形状の導光体と、導
光体の出射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プ
リズム形状を有する光偏光シートと、光偏光シートに対
向した位置に光偏光シートからの光を導く入射面部と光
を出射する表面部または/および裏面部を有した導光板
とを具備し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて
光エネルギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シ
ートにより出射面に対し略直角方向に出射し、この出射
した光を導光板の入射面部から導き表面部または/およ
び裏面部から光を出射することを特徴とする。
と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射面に
入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状
の稜を有する細長い四角柱形状の導光体と、導光体の出
射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プリズム形
状を有する光偏光シートと、光偏光シートに対向した位
置に光偏光シートからの光を導く入射面部と光を出射す
る表面部または/および裏面部を有した導光板とを具備
し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネル
ギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シートによ
り出射面に対し略直角方向に出射し、この出射した光を
導光板の入射面部から導き表面部または/および裏面部
から光を出射するので、観測側に対して正面の表面全体
から出射光を得られる。
光源と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射
端面部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射
面に入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および
凹状の稜を有する細長い円柱形状の導光体と、導光体の
出射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プリズム
形状を有する光偏光シートと、光偏光シートに対向した
位置に光偏光シートからの光を導く入射面部と光を出射
する表面部または/および裏面部を有した導光板とを具
備し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネ
ルギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シートに
より出射面に対し略直角方向に出射し、この出射した光
を導光板の入射面部から導き表面部または/および裏面
部から光を出射することを特徴とする。
と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射面に
入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状
の稜を有する細長い円柱形状の導光体と、導光体の出射
面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プリズム形状
を有する光偏光シートと、光偏光シートに対向した位置
に光偏光シートからの光を導く入射面部と光を出射する
表面部または/および裏面部を有した導光板とを具備
し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネル
ギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シートによ
り出射面に対し略直角方向に出射し、この出射した光を
導光板の入射面部から導き表面部または/および裏面部
から光を出射するので、観測側に対して正面の表面全体
から出射光を得られる。
図面に基づき説明する。なお、本発明は、導光体の少な
くとも一つの面部を入射端面部とし、出射面や裏面に入
射端面部の中心位置と同心に頂角の角度が80度〜17
9度ならびに出射面や裏面での仮想水平面と成す角度が
0.01度〜10度の範囲の凸状や凹状の三角形状断面
を持つ稜を連続または非連続に設けて光源から稜に対応
する任意の距離に於いて光エネルギを等しく出射させ、
さらに導光体に設けた形状とシンメトリに光を偏光する
光偏光シートを導光体の上部に配置して導光体からの出
射光を略垂直方向に偏光して出射する光源装置からの出
射光を導光板の入射面に投射し、導光板の表面部や裏面
部から均一で輝度斑のない明るい出射光が得られる導光
体および光源装置ならびに平面照明装置を提供するもの
である。
成を示す全体斜視図、図2は本発明に係る導光体の出射
面の概略を示す平面図、図3および図4は本発明に係る
導光体の一部拡大側断面図であって、図2に示す導光体
の点P1と点P1から同心の稜の法線と直角方向Aとを
結ぶP1−Aの断面図、図5〜図7は本発明に係る導光
体の一部拡大斜視図、図8は本発明に係る光偏光シート
の略断面図、図9は本発明に係る光偏光シートの略平面
図、図10は本発明に係る略光源装置の光の軌跡図であ
る。
シートから構成されるものを光源装置とし、光源、導光
体、光偏光シート、導光板(更にリフレクタを含む場合
もある)から構成されるものを平面照明装置としてい
る。
光体3、光偏光シート8、導光板9、リフレクタ15を
備えて概略構成されている。
Dやレーザ等からなり、単色光やRGB(赤色、緑色、
青色)からなる白色や蛍光材料を用いて波長変換するこ
とによって白色光にしたものも用いられる。また、ここ
では図示しないが、光源2を導光体3の入射端面部4に
直接、光源2の発光面2a部を接続するような一体化さ
せたものを用いても良い。
A)やポリカーボネート(PC)等で成形される。この
導光体3は、少なくとも一つの端部で光源2からの光を
導く入射端面部4と、その反対側の端面部4bと、入射
端面部4から入射した光を出射する出射面5と、その反
対側の裏面6と、これら入射端面部4、端面部4b、出
射面5および裏面6に囲まれる側面7a,7bからな
り、略矩形棒状をなしている。
に、出射面5が入射端面部4の中心位置P1と同心に凹
状の稜5aや凸状の稜5bを有している。
置である点P1を中心に同心を描くように、図3の凸状
の稜5bがラインS1のように放射状に設けられるとと
もに図3の凹状の稜5aがラインS2のように放射状に
設けられる。
1,S3(奇数)とし、凹状の稜5aをラインS2,S
4(偶数)として凸状および凹状を交互または連続に
(ラインSn)示している。なお、図示しないが、飛び
飛びに凸状の稜5bを設け、凸状の稜5bと稜5bとの
間を平面としたり、飛び飛びに凹状の稜5aを設け、凹
状の稜5aと稜5aとの間を平面にすることも可能であ
る。
5bおよび稜5aに達した光線は、放射出射光の光源2
から同距離にあるため、これらに対応する任意の距離に
於いて光エネルギが等しく出射している。
ける入射端面部4の中心位置P1を入射部Pとし、この
入射部Pの中心位置P1と同心の稜の法線と直角方向A
とを結ぶ線P1−Aの断面を示す。
た凸状の稜5bおよび凹状の稜5aは断面が三角形状を
している。そして、凸状の稜5bの角度θ1を80度〜
179度の範囲、凹状の稜5aの角度θ2を80度〜1
79度の範囲としている。また、出射面5の仮想水平面
1cと成す角度θ3を0.01度〜10度の範囲として
いる。
角度θ3を設定することにより、図4に示すように、入
射部Pの中心位置P1から導光体3に入射する光線は、
例えば導光体3の材料をポリカーボネート(PC)樹脂
とした場合、ポリカーボネート樹脂の屈折率n=1.5
9であるので、空気層から導光体3内に入る。この導光
体3内に入って導光体内に存在する光線L0は、0≦|
α|≦sin-1(1/n)の式より(但し、nは空気層
とし屈折率n=1)、略屈折角α=±38.9713°
の範囲内にある。
囲内で導光体3内に入射した光は、導光体3と空気層
(屈折率n=1)との境界面において、sinγ=(1
/n)の式により臨界角を表わすことができる。例えば
一般の導光体3に使用されている樹脂材料であるポリカ
ーボネート樹脂の屈折率はn=1.59程度であるの
で、臨界角γはγ=38.97°程度になる。なお、導
光体3の材料としてアクリル樹脂(PMMA)材を用い
た場合には、アクリル樹脂の屈折率nがn=1.49程
度であり、屈折角αはα=42.38°程度となるの
で、臨界角γもγ=42.38°程度となる。
状の稜5bおよび凹状の稜5aを設けた図であるが、図
4に示すように、導光体3の裏面6にも凸所の稜5bお
よび凹状の稜5aと同等の凸状の稜6bおよび凹状の稜
6aを設けることにより裏面6に向かった光線も利用す
ることができる。
側の出射面5や裏面6に平面部分を描いているが、これ
は出射面5や裏面6の基の平面を表わすもので、実際に
は、入射端面部4である中心位置P1から凸状の稜5b
や稜6bまたは凹状の稜5aや稜6aの三角形状を設け
るものが一般的である。
で出射面5方向に進んだ光線L1やL1’は、仮想水平
面1cや1dと角度θ3でなす辺5dや辺6dの垂線と
成す角(入射角)が臨界角γよりも小さく臨界角γを破
り、屈折して光線L12や光線L12’として出射面5
や裏面6に沿ったように出射する。
折角αが小さな光線の場合には、辺5dや辺6dの垂線
と成す角(入射角)が臨界角γよりも大きいため、光線
L3や光線L3’として全反射をする。そして、光線L
3や光線L3’は、互いに反対側の面方向に進んで再度
辺6dや辺5dに達し、この辺6dや辺5dの垂線と成
す角(入射角)が臨界角γよりも小さいので、臨界角γ
を破り、屈折して光線L4や光線L4’として裏面6や
出射面5からある程度の角度で出射面5や裏面6に沿っ
たように出射する。
射状に出射面5や裏面6に設けた凸状の稜5bや稜6b
および凹状の稜5aや稜6aの法線と直角方向の断面の
三角形状の角度範囲に於いて、出射面5から出射する光
線の大部分は、裏面6に設けた凸状の稜6bの辺6dで
全反射した光線である。また、裏面6から出射する光線
の大部分は、出射面5に設けた凸状の稜5bの辺5dで
全反射した光線である。
α=±38.9713°の範囲内)光線のうち、屈折角
αが小さいほど光のエネルギが大きく、このエネルギが
大きい光線も一度凸状の稜6bの辺6dで全反射した光
線を有効に利用することができる。
状の稜5bや稜6b、凹状の稜5aや稜6a等の相互間
のピッチを変化させたり、凸状の稜5bや稜6bの稜の
高さや凹状の稜5aや稜6aの稜の深さを設定すること
もできる。これにより、辺5dや辺6d等に達する光線
量を変化させ、出射光量を変えることができる。
に、凸状の稜5bや稜6bおよび凹状の稜5aや稜6a
を連続にした場合、光源2から入射して稜5b、稜6
b、稜5aおよび稜6aに達した光線は、放射出射光の
光源2から同距離にあり、これらに対応する任意の距離
の稜全ての光エネルギが等しく出射している。
うに、凸状の稜5bや稜6bおよび凹状の稜5aや稜6
aを非連続にした場合、光源2から入射して稜5b、稜
6b、稜5aおよび稜6aに達した光線は、放射出射光
の光源2から同距離にあるが、これらに対応する任意の
距離にある稜のみ光エネルギが等しく出射している。こ
れにより、出射面5や裏面6からの出射光を目的とする
位置に部分的に出射することもできる。
角形状の稜部を平坦に欠切した平坦部511および平坦
部521を設けたものであってもよい。さらに、図示は
しないが、例えば出射面5のみに稜5bに平坦に欠切さ
せた平坦部511を設けてもよい。これにより、裏面6
の近傍に反射体を備えた場合、出射面5で全反射した光
が裏面6方向に進み、裏面6から外部に出射した光線が
反射体で反射して、再度導光体3に入射した光線は、出
射面5の稜5bの斜面(辺)では反射や屈折を行うが、
平坦部511では概略ストレートに出射面5から出射す
ることができる。
同様に平坦部を設けることにより、同様な作用で裏面6
に設けた平坦部から概略ストレートに出射することがで
きる。
角形状の稜の隣り合った面(辺)を曲線または円弧状に
してもよい。図7では、曲線または円弧状が内側にへこ
んだ稜の面51aおよび51bを示している。これによ
り、導光体3内に存在した光は、このへこんだ凹状の稜
の面51aに達すると、この面51aの法線に対して出
射角が直線の稜よりも大きくなり、外側寄りに拡散した
状態となる。
外側に膨らんだ稜の面の場合、導光体3内に存在した光
は、この膨らんだ凸状の稜の面に達すると、この面の法
線に対して出射角が直線の稜よりも小さくなり、内側寄
り状態となり、曲率と一致する場所では光を集光し、そ
れ以上遠ざかると光を拡散する。
り合った面(辺)を曲線または円弧状にした場合には、
出射光の出射角等を可変することができる。
び凹状の稜5aや稜6aの辺5cと辺5dおよび辺6c
と辺6dとが等しい形状としたが、本発明の目的とする
導光体3からの出射方向が導光体3の出射面5の入射端
面部4方向から入射端面部4の反対方向に出射すれば良
い。従って、二等辺三角形でなくとも良く、例えば辺5
dや辺6dのみを持ち、辺5cや辺6cを垂直にした直
角三角形の形状でも良い。
光体3の両端に設けた場合には、導光体3の出射面5を
両端4,4bから同距離になる出射面5の中心位置に向
かって互いに図2および図3に示す凸状の稜5bや凹状
の稜5aを設ける。これにより、両端からの光源2の光
線を効率良く出射する。
を円柱形状にし、長手方向に矩形状面をした出射面5を
設け、先に説明した図2および図3に示すのと同様に入
射端面部4の中心位置P1と同心に凸状の稜5bや凹状
の稜5aを設ける構成としてもよい。
5aを設け、他の円柱形状部分は常に全反射を繰り返
し、最終的には出射面5から出射し、四角柱形状の場合
と同様な効果を得ることができる。
シートの部分拡大断面図、図9は光源2が導光体3と対
応させた入射端面部4の中心位置に配置した場合に於け
る光偏光シート8の平面図である。
A)やポリカーボネート(PC)等の透明樹脂から成形
される。光偏光シート8は、導光体3に対応させた形状
を有し、断面が三角形状をし、凸状の稜8aや凹状の稜
8bを有している。光偏光シート8は、導光体3の使用
法によって、図示しないが飛び飛びに凸状の稜8aを設
けたり、飛び飛びに凹状の稜8bを設けたり、凸状の稜
8aと稜8aとの間や凹状の稜8bと稜8bとの間を平
面にすることも可能である。
角度θ5や凹状の稜8bの角度θ6を60度〜80度の
範囲とするとともに表面部8’と平行な仮想水平面11
aと成す角度θ7を20度〜60度の範囲としている。
応させるために、導光体3の入射端面部4の入射部Pと
対向して光源2を設けた場合、図9に示すように、入射
部Pから放射状に片面に、ここでは表面部8’の裏側に
設けた凸状の稜8aおよび凹状の稜8bを入射部Pの中
心位置P1と同心の稜の法線と直角方向aとを結ぶ線P
−aに図8に示すような断面三角形状を設ける。
様に凸状の稜8aをラインS1,S(奇数)とし、凹状
の稜8bをラインS2,S4(偶数)として同心上に放
射状に設け、凸状の稜8aおよび凹状の稜8bを交互ま
たは連続に(ラインSn)形成することができる。
8bの辺8dと辺8cとを等しい形状としたが、導光体
3の出射面5からの出射光に合わせて二等辺三角形でな
くとも良い。
偏光シート8等からなる光源装置の部分平面図である。
出射面5の上部に備え、導光体3に設けた凸状の稜5b
に対向するように光偏光シート8の凸状稜8aを導光体
3の出射面5側に向けて配置し、光源2を導光体3の入
射端面部4の近傍に配置して構成される。
いての説明は先に説明したことと重複するので省略し、
光源装置としての光の軌跡等の説明を行う。
部に入射した光線の中で最大屈折角αの出射面5方向に
進んだ光線L0は、出射面5の凸状の稜5bの辺5dに
到達する。この光線L0に対して出射面5が平面である
場合には、全反射をして裏面6方向に進むが、辺5dに
対して入射角が臨界角γ=38.97°よりも小さいた
めに、臨界角γを破り屈折して空気層に光線L1が出射
する。この時の光線L1は、導光体3の出射面5に沿っ
たように大きな出射角で出射する。
の稜8aの辺8cに到達し、ここでも導光体3と光偏光
シート8との材質が同じ(ポリカーボネート(PC))
であり、空気層から空気よりも屈折率の大きい光偏光シ
ート8の辺8cに対する光線L1は、辺8cで屈折して
光偏光シート8内に光線L11となって進む。
の辺8dに到達し、ここでの入射角が臨界角γ=38.
97°よりも大きいために、辺8dで全反射をして、光
線L12は光偏光シート8の表面部8’方向に進む。
8’での入射角が臨界角γ=38.97°よりも小さい
ので、表面部8’から略垂直に出射する。
からの低く導光体3に沿ったような光線を、全反射を利
用して光偏光シート8に対して略垂直方向に光を出射す
ることができる。このため、導光体3の出射面5および
光偏光シート8に対向に置かれた導光板9の入射面部1
0に対して略垂直に光を投射することができる。
の反対側に位置する反射端面部11と、これら入射面部
10と反射端面部11とに直角に接続する側面14aと
14bならびに入射面部10からの光を出射する表面部
12および裏面部13を有し、矩形形状や楔形状に構成
される。
A)やポリカーボネート(PC)等で成形される。この
導光板9は、光源2と導光体3と光偏光シート8とから
なる光源装置からの光線を入射面部10で導光板9内に
導き、図示しない表面部12や裏面部13に施した微細
な円弧形状、楕円、多角柱および多角錘等からなる凹形
状または凸形状やドットパターンおよびプリズム形状に
より、光源2から入射した光を屈折、拡散、反射および
散乱等して、表面部12や裏面部13から光を出射す
る。
体3に入射する入射端面部4や光を出射する出射面5以
外の部分を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
やシート状金属で覆い光源2からの光が導光体3から出
射した以外の光を反射または乱反射し、再び導光体3に
入射させて光源2からの光を全て導光体3の出射面5か
ら出射するようにする。
ート8等からなる光源装置は、少ない点光源でも、光源
の位置する所から導光体3の出射面5や裏面6に放射状
に稜をもたせ、どこでも一定の光エネルギを与える。そ
して、導光体3内に入射した光線の中でも光のエネルギ
の大きな光線を導光体3から任意の角度で出射し、この
光線を光偏光シート8により、略垂直方向に偏光して出
射するので、確実に導光板9に投射することができる。
3の上部に光偏光シート8を備えることにより、導光体
3から導光体3に沿ったように出射した光線を光偏光シ
ート8により全体として導光板9の入射面部10に効率
良く出射し、導光板9の表面部より高輝度で斑のない光
を出射することができる。
は、四角柱形状を成し出射面に入射端面部の中心位置と
同心に凸状または/および凹状の稜を有し、光源から稜
に対応する任意の距離を於いて光エネルギが等しく出射
するので、導光体の出射面の何処でも斑なく均一な輝度
で出射することができ、導光板の入射面に対し質の良い
光を提供することができる。
を成し出射面が矩形状面であって、出射面に入射端面部
の中心位置と同心に凸状または/および凹状の稜を有
し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネル
ギが等しく出射するので、導光体の出射面の何処でも斑
なく均一な輝度で出射することができ、導光板の入射面
に対し質の良い光を提供することができる。
心位置と同心との法線と直角方向での断面が常に三角形
状であるので、出射面から出射角を略同一とする出射光
を得ることができ、導光板の入射面に対し質の良い光を
提供することができる。
または非連続であるので、出射面から出射光を稜に沿っ
て全域に出射することができるばかりでなく、目的とす
る位置に部分的に出射することもできる。このため、出
射光の光コーンの広がりをコントロールや輝度のコント
ロール等を行うことができる。
状の稜の角度が80度〜179度の範囲であるので、導
光体の出射面に於ける稜の角度変化に伴い稜の相互間の
間隔を調整することができるとともに光源から離れるに
したがって稜の相互間のピッチを短く設定することもで
きる。加えて、凸状または凹状の稜の高さまたは深さを
設定することができるので、光源から離れるほど稜の相
互間のピッチを短くしたり、凸状の稜の高さを高く、ま
たは凹状の稜の深さを深くすることにより、光源からの
光強度の減衰分を出射量でコントロールでき、均一な出
射光を得ることができる。
を出射面または/および裏面の仮想水平面と成す角度が
0.01度〜10度の範囲であるので、仮想水平面と成
す角度を変化させて稜の相互間の間隔を調整することが
できるとともに光源から離れるにしたがって稜の相互間
のピッチを短く設定することができる。加えて、凸状ま
たは凹状の稜の高さまたは深さを設定することができる
ので、光源から離れるほど稜の相互間のピッチを短くし
たり、凸状の稜の高さを高く、または凹状の稜の深さを
深くすることにより、光源からの光強度の減衰分を出射
量でコントロールでき、均一な出射光を得ることができ
る。
状の稜部が平坦に欠切したので、例えば出射面の反対側
面の近傍に反射体を備えた場合には、出射面の平坦部で
全反射した光が出射面の反対側面方向に進んで導光体の
外部に出射した光線が、反射体で反射して再度導光体に
入射し、この光線が出射面の稜の斜面では反射や屈折を
行うが、本請求項に於ける平坦の部分では略ストレート
に出射面から出射することができるので、出射光の輝度
コントロールをすることができる。
の稜の隣り合った面が曲線または円弧状であるので、曲
線または円弧状が内側にへこんだ稜の面の場合には、光
を拡散し、また、曲線または円弧状が外側に膨らんだ稜
の面の場合には、曲率と一致する場所では光を集光し、
それ以上遠ざかると光を拡散するように出射光の出射角
等可変することができるので、目的に合った設計をする
ことができる。
と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射面に
入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状
の稜を有する細長い四角柱形状または円柱形状の導光体
と、導光体の出射面上に稜に対応する様な位置関係に円
弧状プリズム形状を有する光偏光シートとを具備し、導
光体の稜の角度と光偏光シートの稜の角度とが常に同角
度であるので、導光体の稜から出射する前の光線の角度
と光偏光シートの稜に入射した後の光線の角度とが等し
くすることができるとともに導光板の稜からの出射光を
最短距離で完全に光偏光シートの稜に導き効率良く光線
を偏光することができる。これにより、明るく斑のない
均一な出射光を得ることができ、導光体からの出射光が
導光体側に沿って出射するような光線でも隈無く略垂直
に立ち上げ、導光板の入射面に光源からの光を効率良く
投射することができる。
光シートが導光体の入射端面部から中心位置と導光体の
稜と同心の位置に対応する凸状または/および凹状の稜
を有するので、導光体の凸状や凹状の稜からの出射光を
最短距離で完全に本光偏光シートの凸状や凹状の稜に導
くことができるので、本光偏光シートによって導光体か
らの出射光を偏光することができる。
偏光シートの稜を中心位置と同心の位置に対応した稜と
の法線と直角方向での断面が常に三角形状であるので、
導光体からの出射光を偏光することができる。例えば導
光体からの出射光が導光体側に沿って出射するような光
線でも略直角に偏光することができる。
光シートを連続または非連続であるので、導光体からの
出射光に対して偏光を必要とする部分を選択的に偏光す
ることができる。このため、目的に合った設計をするこ
とができる。
偏光シートの三角形状の稜の角度が60度〜80度の範
囲であるので、目的に合わせて稜の相互間のピッチや稜
の高さまたは深さを設定することができる。これによ
り、導光体からの出射光を取り込む光量をコントロール
して本平面照明装置からの出射光分布を均一にすること
ができる。
光シートの三角形状を光偏光シートの仮想水平面と成す
角度が20度〜60度の範囲であるので、三角形状の幅
や相互間のピッチをコントロールすることができる。こ
れにより、導光体からの出射光を取り込む光量をコント
ロールして本平面照明装置からの出射光分布を均一にす
ることができる。
は、光源と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く
入射端面部とするとともに光を出射する出射面を有し、
出射面に入射端面部の中心位置と同心に凸状または/お
よび凹状の稜を有する細長い四角柱形状の導光体と、導
光体の出射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プ
リズム形状を有する光偏光シートと、光偏光シートに対
向した位置に光偏光シートからの光を導く入射面部と光
を出射する表面部または/および裏面部を有した導光板
とを具備し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて
光エネルギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シ
ートにより出射面に対し略直角方向に出射し、この出射
した光を導光板の入射面部から導き表面部または/およ
び裏面部から光を出射するので、観測側に対して正面の
表面全体から出射光を得られる。これにより、液晶表示
装置等に用いた場合には明るく斑が無く適度の視野角を
得ることができる。
光源と、少なくとも一端部を光源からの光線を導く入射
端面部とするとともに光を出射する出射面を有し、出射
面に入射端面部の中心位置と同心に凸状または/および
凹状の稜を有する細長い円柱形状の導光体と、導光体の
出射面上に稜に対応する様な位置関係に円弧状プリズム
形状を有する光偏光シートと、光偏光シートに対向した
位置に光偏光シートからの光を導く入射面部と光を出射
する表面部または/および裏面部を有した導光板とを具
備し、光源から稜に対応する任意の距離に於いて光エネ
ルギが等しく、導光体から出射した光を光偏光シートに
より出射面に対し略直角方向に出射し、この出射した光
を導光板の入射面部から導き表面部または/および裏面
部から光を出射するので、観測側に対して正面の表面全
体から出射光を得られる。これにより、液晶表示装置等
に用いた場合には明るく斑が無く適度の視野角を得るこ
とができる。
体斜視図
図
斜視図
シートの概略側面図
シートの概略平面図
体、4…入射端面部、4b…端面部、5…出射面、5b
…凸状稜、5a…凹状稜、6…裏面、7a,7b…側
面、8…光偏光シート、9…導光板、n…屈折率、8b
…凸状稜、8a…凹状稜、1c,1d,11a…仮想水
平線、A,a…光源と同心の法線の垂直方向の点、51
1,521…平坦部、51a,52a…曲面稜、5c,
5d,8c,8d…辺、P…入射部、P1…中心位置、
S1…凸稜ライン、S2…凹稜ライン、Sn…ライン、
α…屈折角、θ1,θ5…凸状稜の角度、θ2,θ6…
凹状稜の角度、θ3,θ7…仮想水平線と成す角度、γ
…臨界角、L0,L1,L2,L1’,L2’,L3,
L3’,L4,L4’,L12,L12’,L11,L
13,L31,L32,L33,L34…光線。
Claims (16)
- 【請求項1】 透光性材料からなる細長い導光体と、該
導光体の少なくとも一端部に位置する点光源と、前記導
光体の一長手方向から光を出射する出射面と前記光源に
対向した入射端面部以外を覆う反射体とからなる光源装
置に用いられる導光体において、 前記導光体は四角柱形状を成し前記出射面に前記入射端
面部の中心位置と同心に凸状または/および凹状の稜を
有し、前記光源から前記稜に対応する任意の距離を於い
て光エネルギが等しく出射することを特徴とする導光
体。 - 【請求項2】 透光性材料からなる細長い導光体と、該
導光体の少なくとも一端部に位置する点光源と、前記導
光体の一長手方向から光を出射する出射面と前記光源に
対向した入射端面部以外を覆う反射体とからなる光源装
置に用いられる導光体において、 前記導光体は円柱形状を成し前記出射面が矩形状面であ
って、前記出射面に前記入射端面部の中心位置と同心に
凸状または/および凹状の稜を有し、前記光源から前記
稜に対応する任意の距離に於いて光エネルギが等しく出
射することを特徴とする導光体。 - 【請求項3】 前記稜は、前記中心位置と前記同心との
法線と直角方向での断面が常に三角形状であることを特
徴とする請求項1又は2記載の導光体。 - 【請求項4】 前記稜は、連続または非連続であること
を特徴とする請求項1又は2記載の導光体。 - 【請求項5】 前記三角形状は、前記稜の角度が80度
〜179度の範囲であることを特徴とする請求項1又は
2記載の導光体。 - 【請求項6】 前記三角形状は、前記出射面または/お
よび裏面の仮想水平面と成す角度が0.01度〜10度
の範囲であることを特徴とする請求項1又は2記載の導
光体。 - 【請求項7】 前記三角形状は、前記稜部が平坦に欠切
したことを特徴とする請求項1又は2記載の導光体。 - 【請求項8】 前記三角形状は、前記稜の隣り合った面
が曲線または円弧状であることを特徴とする請求項1又
は2記載の導光体。 - 【請求項9】 光源と、 少なくとも一端部を前記光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、前記出射
面に前記入射端面部の中心位置と同心に凸状または/お
よび凹状の稜を有する細長い四角柱形状または円柱形状
の導光体と、 前記導光体の出射面上に前記稜に対応する様な位置関係
に円弧状プリズム形状を有する光偏光シートとを具備
し、 前記導光体の稜の角度と前記光偏光シートの稜の角度と
が常に同角度であることを特徴とする光源装置。 - 【請求項10】 前記光偏光シートは、前記導光体の前
記入射端面部から前記中心位置と前記導光体の稜と同心
の位置に対応する凸状または/および凹状の稜を有する
ことを特徴とする請求項9記載の光源装置。 - 【請求項11】 前記光偏光シートの稜は、前記中心位
置と前記同心の位置に対応した稜との法線と直角方向で
の断面が常に三角形状であることを特徴とする請求項9
記載の光源装置。 - 【請求項12】 前記光偏光シートは、連続または非連
続であることを特徴とする請求項9記載の光源装置。 - 【請求項13】 前記光偏光シートは、前記三角形状の
前記稜の角度が60度〜80度の範囲であることを特徴
とする請求項9記載の光源装置。 - 【請求項14】 前記光偏光シートは、前記三角形状を
前記光偏光シートの仮想水平面と成す角度が20度〜6
0度の範囲であることを特徴とする請求項9記載の光源
装置。 - 【請求項15】 光源と、 少なくとも一端部を前記光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、前記出射
面に前記入射端面部の中心位置と同心に凸状または/お
よび凹状の稜を有する細長い四角柱形状の導光体と、 前記導光体の出射面上に前記稜に対応する様な位置関係
に円弧状プリズム形状を有する光偏光シートと、 前記光偏光シートに対向した位置に前記光偏光シートか
らの光を導く入射面部と光を出射する表面部または/お
よび裏面部を有した導光板とを具備し、 前記光源から前記稜に対応する任意の距離に於いて光エ
ネルギが等しく、前記導光体から出射した光を前記光偏
光シートにより前記出射面に対し略直角方向に出射し、
この出射した光を前記導光板の前記入射面部から導き前
記表面部または/および前記裏面部から光を出射するこ
とを特徴とする平面照明装置。 - 【請求項16】 光源と、 少なくとも一端部を前記光源からの光線を導く入射端面
部とするとともに光を出射する出射面を有し、前記出射
面に前記入射端面部の中心位置と同心に凸状または/お
よび凹状の稜を有する細長い円柱形状の導光体と、 前記導光体の出射面上に前記稜に対応する様な位置関係
に円弧状プリズム形状を有する光偏光シートと、 前記光偏光シートに対向した位置に前記光偏光シートか
らの光を導く入射面部と光を出射する表面部または/お
よび裏面部を有した導光板とを具備し、 前記光源から前記稜に対応する任意の距離に於いて光エ
ネルギが等しく、前記導光体から出射した光を前記光偏
光シートにより前記出射面に対し略直角方向に出射し、
この出射した光を前記導光板の前記入射面部から導き前
記表面部または/および前記裏面部から光を出射するこ
とを特徴とする平面照明装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001287252A JP3973865B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 導光体および光源装置ならびに平面照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001287252A JP3973865B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 導光体および光源装置ならびに平面照明装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003098357A true JP2003098357A (ja) | 2003-04-03 |
JP3973865B2 JP3973865B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=19110096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001287252A Expired - Fee Related JP3973865B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 導光体および光源装置ならびに平面照明装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3973865B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012089291A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 照明用光源及び照明装置 |
JP2012089290A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 照明用光源及び照明装置 |
JP2016046010A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | アルプス電気株式会社 | 導光体及び照光装置 |
CN111373198A (zh) * | 2017-11-18 | 2020-07-03 | 镭亚股份有限公司 | 条形准直器、背光件系统和方法 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001287252A patent/JP3973865B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012089291A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 照明用光源及び照明装置 |
JP2012089290A (ja) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Electric Corp | 照明用光源及び照明装置 |
JP2016046010A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | アルプス電気株式会社 | 導光体及び照光装置 |
KR101728429B1 (ko) * | 2014-08-20 | 2017-04-19 | 알프스 덴키 가부시키가이샤 | 도광체 및 조광 장치 |
CN111373198A (zh) * | 2017-11-18 | 2020-07-03 | 镭亚股份有限公司 | 条形准直器、背光件系统和方法 |
JP2021503693A (ja) * | 2017-11-18 | 2021-02-12 | レイア、インコーポレイテッドLeia Inc. | バーコリメータ、バックライトシステム、および方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3973865B2 (ja) | 2007-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6174064B1 (en) | Light guide panel and plane illuminator apparatus | |
US7918597B2 (en) | Spread illuminating apparatus | |
WO2012050121A1 (ja) | バックライトユニット | |
JP4588729B2 (ja) | 平面照明装置 | |
JP2006278251A (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JPH09265092A (ja) | サイドライト型面光源装置 | |
JP3955505B2 (ja) | 導光板 | |
JP4231878B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP4138276B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP4260358B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP2008041295A (ja) | 照明装置、及び、これを用いた表示装置 | |
JP4460141B2 (ja) | 両面成形導光板および平面照明装置 | |
US8870434B2 (en) | Asymmetric serrated edge light guide film having circular base segments | |
JP2013062245A (ja) | 楕円形ベースセグメントを有する非対称鋸歯状エッジ導光フィルム | |
JP4324133B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP3778839B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
US7628526B2 (en) | Back light unit | |
JP4360862B2 (ja) | 導光板ユニットならびに平面照明装置 | |
JP4047437B2 (ja) | 線状光投射装置ならびに平面照明装置 | |
JP4413455B2 (ja) | 導光板および平面照明装置 | |
JP4436845B2 (ja) | 導光板 | |
JP2003098357A (ja) | 導光体および光源装置ならびに平面照明装置 | |
JPH08304607A (ja) | バックライト | |
JP4360701B2 (ja) | 平面照明装置 | |
JPH10123517A (ja) | 導光板および平面照明装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050902 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070109 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070529 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100622 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |