JP2004146272A

JP2004146272A - Surface light source device

Info

Publication number: JP2004146272A
Application number: JP2002311766A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Fukui; 福井　達雄; Naoki Matsumura; 松村　直樹; Koji Kawada; 川田　康二
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source device allowing the shape of a light guide member to be arbitrarily formed with a simple structure without degrading illumination efficiency. <P>SOLUTION: This surface light source device 10 includes the light guide member 11 formed of a flat translucent material, and having its upper or lower surface formed as a reflecting surface machined as a fine-pitch prism surface; and a light source 12 installed by facing to the side surface of the light guide member, and has a structure where light traveling from the light source into the light guide member through the side surface is reflected on the reflecting surface and emitted generally vertically from the lower or upper surface opposite to it to illuminate an illumination object. The device 10 is so structured that at least a part 11b of the side surface is formed into a shape substantially recessed toward the inside and equipped with a reflecting layer 11c; and the light source is disposed in the vicinity of or inside the recessed side surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば時計の文字盤，液晶表示器，指針表示用照明を前面から照明するためのフロントライト装置として使用される面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような面光源装置は、例えば図１４及び図１５に示すように構成されている。
図１４及び図１５において、面光源装置１は、導光部材２と、棒状レンズ３と、反射部材４と、光源５と、から構成されている。
【０００３】
上記導光部材２は、透光性材料により構成されており、後述するようにｚ方向の厚さが、実質的にほぼ平坦に、より詳細には一側から他側に向かって（ｘ方向に）、例えば約１乃至２度程度の傾斜で徐々に厚く、且つ等間隔に逆向きの比較的急激な傾斜の段部を備えることにより、全体として扁平な段状に形成されている。
さらに、導光部材２は、その上面の各段部にプリズム２ａが形成されることにより、反射面として形成されている。
【０００４】
各プリズム２ａは、図１５（Ａ）に示すように、導光部材２のｘ方向に関して所定の微小ピッチｐ、例えば数１０乃至数１００μｍ程度のピッチｐで配置されていると共に、長手方向（ｙ方向）に関して互いに平行に延びて、プリズムラインを構成している。
ここで、個々のプリズム２ａは、図１５（Ｂ）に示すように、それぞれ導光部材２の上面の段部にて、それぞれ４５度の角度に形成されている。
【０００５】
上記棒状レンズ３は、同様に透光性材料から構成されており、導光部材２の最も厚い一側の側面（入射面）２ｂに対向して、長手方向（ｙ方向）に沿って配置されている。
この棒状レンズ３は、導光部材２とは反対側の側面が、例えば鋸歯状の凹凸により反射面３ａとして形成されていると共に、両側の端面３ｂ，３ｃが、光源５からの光の入射面として構成されている。
ここで、この反射面３ａは、両端面３ｂ，３ｃから入射した光を反射させて、導光部材２に対向する側面から、長手方向に関してほぼ均等に出射させるように、形成されている。
【０００６】
上記反射部材４は、棒状レンズ３を反射面を備えた反対側の側面及び上下面を包囲するように形成されていると共に、内面が反射面として形成されている。
これにより、棒状レンズ３の反射面３ａ及び上下面から外側に出射した光が、反射部材４に反射されて、再び棒状レンズ３内に戻るようになっている。
【０００７】
上記光源５は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等から構成されており、上記棒状レンズ３の両端面３ｂ，３ｃの少なくとも一方に対向して配置されている。
尚、上記光源５及び棒状レンズ３の代わりに、導光部材２の側面２ｂに対向して、棒状のランプが設けられていてもよい。
【０００８】
このような構成の面光源装置１によれば、光源５から出射した光は、棒状レンズ３の両端面３ｂ，３ｃから内部に入射し、その反対側の側面の反射面３ａにより反射されて、導光部材２に対向する側面から出射する。
その際、反射面の形状に基づいて、棒状レンズ３の側面から光が長手方向に関して均等に出射することになる。
【０００９】
そして、棒状レンズ３から出射した光は、入射面２ｂから導光部材２内に入射し、導光部材２の上面に形成された各プリズム２ａにより下方に反射されて、導光部材２の下面から下方に向かって、ほぼ均一に出射する。
このようにして導光部材２の下面から出射した光は、導光部材２の下方に配置された面状の被照明物６を照射する。これにより、被照明物６の表面全体がほぼ均一な明るさで照明されることになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような面光源装置１においては、導光部材２に対する線光源としての光源５及び棒状レンズ３から成る光源ユニットは、導光部材２のプリズムラインに対して平行に配置されており、この棒状レンズ３からの光が、プリズムラインに対して垂直に入射するようになっている。
その際、プリズムラインのプリズム２ａに対して４５度の角度で水平方向に入射する光成分のみが、下方に向かって−ｚ方向に反射され、被照明物６の照明に寄与することになる。
これに対して、プリズムラインに対して垂直ではない（ｘ方向から角度がずれている）光は、プリズム２ａに対してｘ方向に関して４５度の角度で入射したとしても、その反射光は、−ｚ方向からずれてしまうので、被照明物６を照明したとしても、被照明物６からの反射光が観察しにくくなるので、有効な照明とはいえなくなってしまう。
【００１１】
従って、被照明物６に対する照明効率を向上させるためには、光源ユニット即ち棒状レンズ３からの光を、導光部材２のプリズムラインに対して垂直方向に効率よく入射させる必要がある。即ち、導光部材２の入射面としての側面２ｂ及び光源ユニットの棒状レンズ３を、導光部材２のプリズム２ａによるプリズムラインに対して平行に配置する必要がある。
このため、導光部材２の形状は、プリズムラインと平行な入射面２ｂを有するように、例えば主として長方形等の形状に限定されることになってしまう。
【００１２】
これに対して、図１５に示すように、導光部材２の入射面である側面２ｂをｘｙ面内で円弧状に形成したとすると、この側面２ｂに対して垂直に光を入射させるためには、同様にｘｙ面内で円弧状の棒状レンズ３が必要となるが、この場合、側面２ｂから導光部材２内に入射した光は、導光部材２のプリズム２ａによるプリズムラインに対して垂直方向（ｘ方向）に入射する成分が少なくなってしまう。これにより、プリズム２ａにより下方に反射させる光量が低下することになり、照明効率が低下してしまう。
【００１３】
また、図１６に示すように、導光部材２の円弧状の側面２ｂに対して、その長手方向に沿って、光源として複数個のＬＥＤ等の点状光源７を並べる構成も考えられる。
しかしながら、図１５の場合と比較して、点状光源７から導光部材２のプリズム２ａによるプリズムラインに対する光の成分は増大することになるが、ｙ方向に関して各点状光源７の付近が局所的に明るくなるため、被照明物６の照明の輝度ムラが発生するので、見栄えが悪くなってしまう。
これに対して、輝度ムラの発生を抑制するためには、点状光源７の配置密度を高くすればよいが、点状光源７の個数が増大することになり、コストが高くなってしまう。
【００１４】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、照明効率を低下させることなく、導光部材の形状を任意に形成し得るようにした、面光源装置を提供することを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の構成によれば、扁平な透光性材料から成り、その上面または下面が微小ピッチのプリズム面として加工された反射面として形成されている導光部材と、この導光部材の側面に対向して配設された光源と、を含んでおり、光源から側面を介して導光部材内に進む光が、上記反射面で反射されて、反対側の下面または上面からほぼ垂直に出射して、被照明物を照明する、面光源装置であって、上記側面の少なくとも一部が、内側に向かって実質的に凹状に形成されていると共に、反射層を備えており、上記光源が、上記凹状の側面の近傍または内側に配置されていることを特徴とする、面光源装置により、達成される。
【００１６】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記光源が、上記凹状の側面の少なくとも一方の側縁に配置されている。
【００１７】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記光源が、上記凹状の側面とは反対側の側面に設けられている。
【００１８】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記凹状の側面が、円筒面状に形成されている。
【００１９】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記導光部材が、扁平な多角柱状に形成されており、一つの側面に光源が配置されていると共に、上記凹状の側面が、残りの側面により構成されている。
【００２０】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記導光部材が、その側面の一部分が円筒面状に形成され、また他の部分が多角柱の一部として形成されており、円筒面状部分の反対側の側面に、光源が設けられている。
【００２１】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記光源の光軸が、導光部材の反射面を構成する各プリズムラインに対して垂直に配置されている。
【００２２】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記光源の光軸が、導光部材の反射面を構成する各プリズムラインに対して斜めに配置されている。
【００２３】
上記構成によれば、光源から出射した光が、導光部材の上記凹状の側面以外の部分から導光部材内に進み、上記凹状の側面に対して内側から入射する。そして、この凹状の側面の内側に向かって凹状の形状に基づいて、反射層により反射されて、導光部材の他側に向かって進んで、各プリズム面によるプリズムラインに対して垂直に入射する光が、当該プリズムによって反射され、導光部材の下面または上面からほぼ垂直に出射して、被照明物を照明することになる。
【００２４】
これにより、光源からの光は、直接に導光部材に入射することになるので、従来の面光源装置における棒状レンズが不要となり、部品コスト及び組立コストが低減され得ると共に、棒状レンズにおける光量損失がなくなり、照明効率が向上することになる。
また、光源からの光が、導光部材の凹状の側面に設けられた反射層により反射されて集束・拡散されるので、光源周辺に局部的な明部が発生することがなく、少ない個数の点光源であっても、均一な照明が得られることになる。
さらに、導光部材の入射光面としての上記凹状の側面が、実質的に凹状に形成されることにより、プリズムラインに平行な平面である必要がないので、全体として円形や楕円形等の任意の形状の面光源装置を容易に作製することができる。
【００２５】
上記光源が、上記凹状の側面の少なくとも一方の側縁に配置されている場合には、光源から出射した光は、そこから直接に導光部材内に入射し、導光部材内から一側に位置する上記凹状の側面の各部に入射する。
【００２６】
上記光源が、上記凹状の側面とは反対側の側面に設けられている場合には、光源から出射した光は、そこから直接に導光部材内に入射し、導光部材内から反対側に位置する上記凹状の側面の各部に入射する。
【００２７】
上記凹状の側面が、円筒面状に形成されている場合には、光源からの光が、凹状の側面の形状に基づいて、連続的に導光部材の中心方向に向かって反射されることになるので、光源からの光の利用効率が高くなって、照明効率が向上することになる。
【００２８】
上記導光部材が、扁平な多角柱状に形成されており、一つの側面に光源が配置されていると共に、上記凹状の側面が、残りの少なくとも一部の側面により構成されている場合には、光源からの光が、多角柱状の個々の側面に入射し、その多角柱の形状に基づいて、段階的に導光部材の中心方向に向かって反射されることになるので、光源からの光の利用効率が高くなって、照明効率が向上することになる。
【００２９】
上記導光部材が、その側面の一部分が円筒面状に形成され、また他の部分が多角柱の一部として形成されており、円筒面状部分の反対側の側面に、光源が設けられている場合には、光源からの光が、それぞれ円筒面状部分及び多角柱状の部分に入射し、その形状に基づいて、導光部材の中心方向に向かって反射されることになるので、光源からの光の利用効率が高くなって、照明効率が向上することになる。
【００３０】
上記光源の光軸が、導光部材の反射面を構成する各プリズムラインに対して垂直に配置されている場合には、光源からの光が、直接にプリズムラインに垂直に入射したときには、プリズム面により導光部材の下方または上方に向かって反射されると共に、導光部材の入射側の側面とは反対側の側面で反射された光は、プリズム面が背向しているために、このプリズム面に入射することはなく、さらに導光部材の入射側の側面で反射された後、プリズム面に入射したとき、下方または上方に向かって反射されることになる。
【００３１】
上記光源の光軸が、導光部材の反射面を構成する各プリズムラインに対して斜めに配置されている場合に、光源から導光部材の凹状の側面への光の入射効率が向上することになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１３を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３３】
図１は、本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、面光源装置１０は、導光部材１１と、点状の光源１２と、から構成されている。
【００３４】
導光部材１１は、透光性材料により構成されており、図２に詳細に示すように、ｚ方向の厚さが、実質的にほぼ平坦に、より詳細には一側から他側に向かって（ｘ方向に）、例えば約１乃至２度程度の緩い傾斜で徐々に厚く、且つ等間隔に逆向きの比較的急激な傾斜の段部を備えることにより、全体として扁平な段状に形成されている。
さらに、導光部材１１は、その上面の各段部にプリズム１１ａが形成されることにより、反射面として形成されている。
【００３５】
各プリズム１１ａは、図２に示すように、導光部材１１のｘ方向に関して所定の微小ピッチ、例えば数１０乃至数１００μｍ程度のピッチで配置されていると共に、長手方向（ｙ方向）に関して互いに平行に延びて、プリズムラインを構成している。
ここで、個々のプリズム１１ａは、それぞれ導光部材１１の上面の段部にて、それぞれ４５度の角度に形成されている。
【００３６】
さらに、上記導光部材１１は、そのプリズムラインに対して側方の一側の側面１１ｂが、半円筒面状、即ち断面が半円弧状に形成されていると共に、その表面に反射層１１ｃを備えている。
これにより、導光部材１１の内側から当該一側の側面１１ｂに入射した光は、この反射層１１ｃにより反射され、再び導光部材１１内に進むようになっている。
【００３７】
上記点状の光源１２は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の点状光源として構成されており、上記導光部材１１の一側の側面１１ｂの一方の端部に配置されている。
【００３８】
本発明実施形態による面光源装置１０は、以上のように構成されており、光源１２から出射した光は、直接に導光部材１１内に入射し、上記一側の側面１１ｂに対して内側から入射する。そして、一側の側面１１ｂに備えられた反射層１１ｃにより反射されて、再び導光部材１１内に入射し、導光部材１１の他側に向かって進む。
その際、導光部材１１の一側の側面１１ｂの半円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して連続的に集束・拡散されることにより、導光部材１１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
【００３９】
これにより、導光部材１１の他側に向かう光は、導光部材１１の各プリズム１１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材１１の上面に形成された各プリズム１１ａにより下方に反射されて、導光部材１１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。
従って、導光部材１１の下面から出射した光は、導光部材１１の下方に配置された面状の被照明物１３（図２参照）を照射する。これにより、被照明物の表面全体がほぼ均一な明るさで照明されることになる。
【００４０】
尚、光源１２から導光部材１１内に入射するとき、ｘｙ平面内にて、導光部材１１の側面に対する入射角に対して、スネルの法則に基づいて入射することになり、入射角が小さいほど、効率良く入射することになる。
これに対して、上記入射角が小さいほど、導光部材１１の一側の側面１１ｂまでの距離が長くなることから、全体として、導光部材１１の一側の側面１１ｂの各部に対して、より均一な入射光量となる。
【００４１】
この場合、光源１２からの光が直接に導光部材１１内に入射することから、図１４に示した従来の面光源装置１における棒状レンズが不要となり、部品コスト及び組立コストが低減され得ると共に、棒状レンズにおける光量損失がなくなり、照明効率が向上することになる。
また、光源１２からの光が、導光部材１１の一側の側面１１ｂに設けられた反射層１１ｃにより反射されて集束・拡散されるので、光源１２周辺に局部的な明部が発生することがなく、少ない個数の点光源であっても、均一な照明が得られることになる。
さらに、導光部材１１の入射光面としての上記一側の側面１１ｂが、実質的に凹状に形成されることにより、プリズムラインに平行な平面である必要がないので、例えば導光部材１１の他側の側面も同様に半円筒面状に形成することにより、全体として円形の面光源装置を作製することができる。
【００４２】
図３は、本発明による面光源装置の第二の実施形態を示している。
図３において、面光源装置２０は、導光部材２１と、点状の光源２２と、から構成されている。
導光部材２１は、基本的には図１に示した面光源装置２０における導光部材２１と同様にプリズム２１ａを備えるように構成されており、その側面が全体として扁平な八角柱状に形成されている点で異なる構成になっている。
そして、導光部材２１は、プリズム２１ａによるプリズムラインと平行な一つの側面２１ｂを残して、他の七つの側面２１ｃが前述した一側の側面１１ｂと同様に反射層２１ｄを備えている。
上記光源２２は、上記一つの側面２１ｂの長手方向中央付近に、即ち凹状に配置された一側の側面２１ｃの内側に配置されている。
【００４３】
この実施形態の面光源装置２０によれば、光源２２から直接に一つの側面２１ｂから導光部材２１内に入射した光は、一部が側方の側面２１ｃで反射された後、他の一部が直接に反対側の他の側面２１ｃに対して内側から入射し、各側面２１ｃの反射層２１ｄで反射されて、再び導光部材２１内に入射し、導光部材２１の他側即ち一つの側面２１ｂの方向に向かって進む。
その際、導光部材２１の他の側面２１ｃの八角柱状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して段階的に集束・拡散されることにより、導光部材２１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材２１の他側に向かう光は、導光部材２１の各プリズム２１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材２１の上面に形成された各プリズム２１ａにより下方に反射されて、導光部材２１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、図１に示した面光源装置１０の場合と同様に、導光部材２１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
【００４４】
図４は、本発明による面光源装置の第三の実施形態を示している。
図４において、面光源装置３０は、図３に示した面光源装置２０の変形例であって、面光源装置２０における導光部材２１の八角柱状の側面のうち、光源２２と反対側に位置する三つの側面の代わりに、半円筒状の側面３１ａを備えており、この側面３１ａの表面に反射層３１ｂを備えている。
【００４５】
このような構成の面光源装置３０によれば、図１及び図３に示した面光源装置１０，２０と同様にして、光源２２から直接に一つの側面２１ｂから導光部材２１内に入射した光は、一部が側方の側面２１ｃで反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面３１ａに対して内側から入射し、各側面３１ａの反射層３１ｂで反射されて、再び導光部材２１内に入射し、導光部材２１の他側に向かって進む。
その際、導光部材２１の側面３１ａの半円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材２１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材２１の他側に向かう光のうち、導光部材２１の各プリズム２１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材２１の上面に形成された各プリズム２１ａにより下方に反射されて、導光部材２１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、図３に示した面光源装置２０の場合と同様に、導光部材２１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
【００４６】
図５は、本発明による面光源装置の第四の実施形態を示している。
図５において、面光源装置４０は、図３に示した面光源装置２０の変形例であって、面光源装置２０における八角柱状の側面を備えた導光部材２１の代わりに、七角柱状の側面を備えた導光部材４１を備えている。
【００４７】
このような構成の面光源装置４０によれば、図３に示した面光源装置２０と同様にして、光源２２から直接に一つの側面４１ａから導光部材４１内に入射した光は、一部が側方の側面で反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面４１ｂに対して内側から入射し、各側面４１ｂの反射層（図示せず）で反射されて、再び導光部材４１内に入射し、導光部材４１の他側に向かって進む。
その際、導光部材４１の側面４１ｂの七角柱状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材４１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材４１の他側に向かう光のうち、導光部材４１のプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材４１の上面に形成された各プリズムにより下方に反射されて、導光部材４１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、図３に示した面光源装置２０の場合と同様に、導光部材４１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
【００４８】
図６は、本発明による面光源装置の第五の実施形態を示している。
図６において、面光源装置５０は、図１に示した面光源装置１０の変形例であって、面光源装置１０における半円筒状の側面を備えた導光部材１１の代わりに、ほぼ全周に亘って円筒状の側面を備えた導光部材５１を備えており、この導光部材５１のプリズムライン方向の一側に、光源５２を備えている。
【００４９】
このような構成の面光源装置５０によれば、図１に示した面光源装置１０とほぼ同様にして、光源５２から直接に導光部材５１内に入射した光は、円筒状の側面５１ａに対して内側から入射し、側面５１ａの表面に備えられた反射層で反射されて、再び導光部材５１内に入射し、導光部材５１の中心側に向かって進む。
その際、導光部材５１の側面５１ａの円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材５１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材５１の中心側に向かう光のうち、導光部材５１のプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材５１の上面に形成された各プリズムにより下方に反射されて、導光部材５１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、図１に示した面光源装置１０の場合と同様に、導光部材５１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
【００５０】
図７は、本発明による面光源装置の第六の実施形態を示している。
図７において、面光源装置６０は、図５に示した面光源装置４０の変形例であって、面光源装置４０における一つの側面の近傍に備えられた光源４２の代わりに、導光部材４１の両端、即ち導光部材４１の両側方の側面の他端面に対向して配置された一対の光源６２を備えている。
【００５１】
このような構成の面光源装置６０によれば、図５に示した面光源装置２０と同様にして、各光源６２から直接に導光部材４１内に入射した光は、一部が側方の側面で反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面４１ｂに対して内側から入射し、各側面４１ｂの反射層（図示せず）で反射されて、再び導光部材４１内に入射し、導光部材４１の他側に向かって進む。
その際、導光部材４１の側面４１ｂの七角柱状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材４１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材４１の他側に向かう光のうち、導光部材４１のプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材４１の上面に形成された各プリズムにより下方に反射されて、導光部材４１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、図５に示した面光源装置４０の場合と同様に、導光部材４１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
この場合、導光部材４１の両側からそれぞれ光源６２の光が入射するので、より明るい照明光が得られることになる。
【００５２】
図８は、本発明による面光源装置の第七の実施形態を示している。
図８において、面光源装置７０は、図１に示した面光源装置１０の変形例であって、面光源装置１０における導光部材１１に対して、その側面１１ｂの反対側にて両側縁付近に対向して配置された一対の光源７２を備えている。
ここで、上記各光源７２は、それぞれその光軸がｘ方向に向いている。
【００５３】
このような構成の面光源装置７０によれば、各光源７２から直接に導光部材２１内に入射した光は、一部が側方の側面で反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面１１ｂに対して内側から入射し、各側面１１ｂの反射層１１ｃで反射されて、再び導光部材２１内に入射し、導光部材１１の他側に向かって進む。
その際、導光部材１１の側面１１ｂの半円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材１１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材１１の他側に向かう光のうち、導光部材１１の各プリズム１１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材１１の上面に形成された各プリズム１１ａにより下方に反射されて、導光部材１１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、導光部材２１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
この場合、導光部材１１の両側からそれぞれ光源７２の光が入射するので、より明るい照明光が得られることになる。
【００５４】
図９は、本発明による面光源装置の第八の実施形態を示している。
図９において、面光源装置８０は、図８に示した面光源装置７０の変形例であって、上記各光源７２の光軸がｘ方向に対して互いに内側に傾斜して配置されている点でのみ異なる構成になっている。
このような構成の面光源装置８０によれば、図８に示した面光源装置７０と同様に作用すると共に、各光源７２から出射する光がより効率良く導光部材１１の一側の側面１１ｂに入射することになるので、照明効率が向上することになる。
【００５５】
図１０は、本発明による面光源装置の第九の実施形態を示している。
図１０において、面光源装置９０は、図４に示した面光源装置３０の変形例であって、面光源装置３０における半円筒面状の側面２１ｃを備えた導光部材２１の代わりに、導光部材９１を備えている点で異なる構成になっている。
この導光部材９１は、導光部材２１と同様に、ｚ方向の厚さが、実質的にほぼ平坦に、より詳細には一側から他側に向かって（ｘ方向に）、例えば約１乃至２度程度の緩い傾斜で徐々に厚く、且つ等間隔に逆向きの比較的急激な傾斜の段部を備えることにより、全体として扁平な段状に形成され、上記段部にプリズム９１ａを備えていると共に、その側面９１ｂが全体として円筒面状に形成されている。
さらに、導光部材９１の側面９１ｂは、そのｘ方向の先端部分の領域を残して、その表面に反射層９１ｃを備えている。
そして、光源２２は、上記反射層９１ｃが備えられない領域にて、導光部材９１の側面９１ｂに対向して、その光軸がｘ方向と一致するように配置されている。
【００５６】
このような構成の面光源装置９０によれば、図４に示した面光源装置３０と同様にして、光源２２から直接に導光部材９１内に入射した光は、一部が側方の側面で反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面９１ｂに対して内側から入射し、反射層９１ｃで反射されて、再び導光部材９１内に入射し、導光部材９１の他側に向かって進む。
その際、導光部材９１の側面９１ｂの円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材９１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材９１の他側に向かう光のうち、導光部材９１の各プリズム９１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材９１の上面に形成された各プリズム９１ａにより下方に反射されて、導光部材９１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、導光部材２１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
【００５７】
図１１は、本発明による面光源装置の第十の実施形態を示している。
図１１において、面光源装置１００は、図１０に示した面光源装置９０の変形例であって、導光部材９１のｘ方向の先端付近に設けられた光源９２の代わりに、導光部材９１の両側にずれた位置にて、その光軸がｘ方向より互いに内側に傾斜するように配置された一対の光源１０１を備えている点で異なる構成になっている。
【００５８】
このような構成の面光源装置１００によれば、図１０に示した面光源装置９０と同様にして、各光源１０１から直接に導光部材９１内に入射した光は、一部が側方の側面で反射された後、また他の一部が直接に、反対側の側面９１ｂに対して内側から入射し、反射層９１ｃで反射されて、再び導光部材９１内に入射し、導光部材９１の他側に向かって進む。
その際、導光部材９１の側面９１ｂの円筒状の形状に基づいて、光がｙ方向に関して集束・拡散されることにより、導光部材９１の各プリズムラインのｙ方向全体に亘ってほぼ均等に進むことになる。
このようにして、導光部材９１の他側に向かう光のうち、導光部材９１の各プリズム９１ａによるプリズムラインに対して垂直に入射する成分が、導光部材９１の上面に形成された各プリズム９１ａにより下方に反射されて、導光部材９１の下面から下方に向かってほぼ均一に出射する。これにより、導光部材２１の下方に在る面状の被照明物を全面に亘って均一に照射する。
この場合、導光部材９１の両側付近からそれぞれ光源１０１の光が導光部材９１の中心方向に向かって入射するので、より一層明るい照明光が得られることになる。
【００５９】
図１２は、本発明による面光源装置の第十一の実施形態を示している。
図１２において、面光源装置１１０は、図１１に示した面光源装置９０の変形例であって、導光部材９１のｘ方向先端付近がｙ方向に延びる平面９１ｄにより切り欠かれていると共に、光源１０１が、導光部材９１の両側にずれた位置ではなく、ｙ方向の最大径を与える直径の両端付近にて、その光軸がｙ方向に延びるように配置されている点で異なる構成になっている。
このような構成の面光源装置１１０によれば、図１１に示した面光源装置９０と同様に作用する。
【００６０】
図１３は、本発明による面光源装置の第十二の実施形態を示している。
図１３において、面光源装置１２０は、図８に示した面光源装置７０とほぼ同様の構成であって、一対の光源７２が、導光部材１１のｙ方向の両側縁付近にて、その光軸が互いにｙ方向に向き合うように配置されている点で異なる構成になっている。
このような構成の面光源装置１２０によれば、図８に示した面光源装置７０と同様に作用する。
【００６１】
上述した実施形態においては、入射光を導光部材の上面に形成されたプリズムで反射させて、導光部材の下面から下方に向かって照射するようになっているが、これに限らず、導光部材の下面に形成されたプリズムにより入射光を反射させて、導光部材の上面から上方に向かって光を照射させるようにしてもよいことは明らかである。
また、上述した実施形態において、導光部材は、その側面が半円筒面状，八角柱または七角柱等の多角柱状または円筒面状に形成されているが、これに限らず、被照明物の形状等に合わせて、任意の形状に形成することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、光源から出射した光が、導光部材の上記凹状の側面以外の部分から導光部材内に進み、上記凹状の側面に対して内側から入射する。そして、この凹状の側面の内側に向かって凹状の形状に基づいて、反射層により反射されて、導光部材の他側に向かって進んで、各プリズム面によるプリズムラインに対して垂直に入射する光が、当該プリズムによって反射され、導光部材の下面または上面からほぼ垂直に出射して、被照明物を照明することになる。
【００６３】
これにより、光源からの光は、直接に導光部材に入射することになるので、従来の面光源装置における棒状レンズが不要となり、部品コスト及び組立コストが低減され得ると共に、棒状レンズにおける光量損失がなくなり、照明効率が向上することになる。
また、光源からの光が、導光部材の凹状の側面に設けられた反射層により反射されて集束・拡散されるので、光源周辺に局部的な明部が発生することがなく、少ない個数の点光源であっても、均一な照明が得られることになる。
さらに、導光部材の入射光面としての上記凹状の側面が、実質的に凹状に形成されることにより、プリズムラインに平行な平面である必要がないので、全体として円形や楕円形等の任意の形状の面光源装置を容易に作製することができる。このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、照明効率を低下させることなく、導光部材の形状を任意に形成し得るようにした、極めて優れた面光源装置が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図２】図１の面光源装置の要部を示すｘ方向の拡大断面図である。
【図３】本発明による面光源装置の第二の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図４】本発明による面光源装置の第三の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図５】本発明による面光源装置の第四の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図６】本発明による面光源装置の第五の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図７】本発明による面光源装置の第六の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図８】本発明による面光源装置の第七の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図９】本発明による面光源装置の第八の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明による面光源装置の第九の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明による面光源装置の第十の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図１２】本発明による面光源装置の第十一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図１３】本発明による面光源装置の第十二の実施形態の構成を示す概略斜視図である。
【図１４】従来の面光源装置の一例の構成を示す概略側面図である。
【図１５】図１４の面光源装置の（Ａ）部分拡大平面図及び（Ｂ）部分拡大断面図である。
【図１６】図１４の面光源装置にて導光部材の入射光面を円筒面状に形成した場合の一構成例を示す部分平面図である。
【図１７】図１４の面光源装置にて導光部材の入射光面を円筒面状に形成した場合の他の構成例を示す部分平面図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，
１２０　　面光源装置
１１，２１，４１，５１，９１　　導光部材
１１ａ，２１ａ，９１ａ　プリズム
１１ｂ，２１ｂ，２１ｃ，３１ａ，４１ａ，４１ｂ，５１ａ，９１ｂ　側面
１１ｃ，２１ｄ，３１ｂ，９１ｃ　反射層
１２，２２，５２，６２，７２，１０１　　光源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a surface light source device used as a front light device for illuminating, for example, a clock face, a liquid crystal display, and a pointer display illumination from the front.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, such a surface light source device is configured as shown in FIGS. 14 and 15, for example.
14 and 15, the surface light source device 1 includes a light guide member 2, a rod-shaped lens 3, a reflection member 4, and a light source 5.
[0003]
The light guide member 2 is made of a light-transmissive material, and has a substantially flat thickness in the z direction as described later, more specifically, from one side to the other side (x direction). 2), for example, by gradually increasing the thickness by about 1 to 2 degrees, and by providing a relatively steeply inclined step at an equal interval in the opposite direction, it is formed as a flat step as a whole.
Further, the light guide member 2 is formed as a reflection surface by forming a prism 2a at each step on the upper surface thereof.
[0004]
As shown in FIG. 15A, the prisms 2a are arranged at a predetermined minute pitch p in the x direction of the light guide member 2, for example, a pitch p of about several tens to several hundreds μm, and in the longitudinal direction (y Extending in parallel to each other with respect to (direction), and constitute a prism line.
Here, as shown in FIG. 15B, the individual prisms 2a are each formed at an angle of 45 degrees at the steps on the upper surface of the light guide member 2.
[0005]
The rod-shaped lens 3 is also made of a light-transmitting material, and is arranged along the longitudinal direction (y direction) so as to face the thickest one side surface (incident surface) 2b of the light guide member 2. ing.
The rod-shaped lens 3 has a side surface opposite to the light guide member 2 formed as a reflection surface 3a by, for example, saw-toothed unevenness, and both end surfaces 3b and 3c have an incident surface of light from the light source 5. It is configured as
Here, the reflecting surface 3a is formed so as to reflect the light incident from both end surfaces 3b and 3c, and to emit the light substantially uniformly in the longitudinal direction from the side surface facing the light guide member 2.
[0006]
The reflecting member 4 is formed so as to surround the side surface on the opposite side provided with the reflecting surface and the upper and lower surfaces of the rod-shaped lens 3, and the inner surface is formed as a reflecting surface.
Thus, the light emitted outward from the reflecting surface 3a and the upper and lower surfaces of the rod-shaped lens 3 is reflected by the reflecting member 4 and returns to the inside of the rod-shaped lens 3 again.
[0007]
The light source 5 is composed of, for example, an LED (light emitting diode), and is disposed so as to face at least one of both end faces 3 b and 3 c of the rod-shaped lens 3.
Note that, instead of the light source 5 and the rod-shaped lens 3, a rod-shaped lamp may be provided to face the side surface 2 b of the light guide member 2.
[0008]
According to the surface light source device 1 having such a configuration, the light emitted from the light source 5 enters the inside from both end surfaces 3b and 3c of the rod-shaped lens 3, and is reflected by the reflection surface 3a on the opposite side surface. Light is emitted from the side surface facing the light guide member 2.
At that time, light is uniformly emitted from the side surface of the rod-shaped lens 3 in the longitudinal direction based on the shape of the reflection surface.
[0009]
The light emitted from the rod-shaped lens 3 enters the light guide member 2 from the incident surface 2b, is reflected downward by each prism 2a formed on the upper surface of the light guide member 2, and is reflected on the lower surface of the light guide member 2. The light is emitted almost uniformly from below.
The light emitted from the lower surface of the light guide member 2 irradiates the planar illumination target 6 arranged below the light guide member 2 in this manner. Thus, the entire surface of the illumination target 6 is illuminated with substantially uniform brightness.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in such a surface light source device 1, a light source unit including a light source 5 as a line light source for the light guide member 2 and a rod-shaped lens 3 is arranged in parallel to a prism line of the light guide member 2. The light from the rod-shaped lens 3 is incident perpendicularly to the prism line.
At this time, only the light component that is incident on the prism 2a of the prism line in the horizontal direction at an angle of 45 degrees is reflected downward in the −z direction and contributes to the illumination of the illumination target 6.
On the other hand, even if the light that is not perpendicular to the prism line (the angle is shifted from the x direction) enters the prism 2a at an angle of 45 degrees with respect to the x direction, the reflected light is − Since the light is deviated from the z direction, even if the illuminated object 6 is illuminated, the reflected light from the illuminated object 6 becomes difficult to observe, and thus cannot be said to be effective illumination.
[0011]
Therefore, in order to improve the illumination efficiency of the illuminated object 6, it is necessary to make the light from the light source unit, that is, the rod-shaped lens 3 efficiently enter the prism line of the light guide member 2 in the vertical direction. That is, it is necessary to arrange the side surface 2b as the incident surface of the light guide member 2 and the rod-shaped lens 3 of the light source unit in parallel to the prism line of the prism 2a of the light guide member 2.
For this reason, the shape of the light guide member 2 is limited to, for example, a rectangular shape so as to have the incident surface 2b parallel to the prism line.
[0012]
On the other hand, as shown in FIG. 15, when the side surface 2b, which is the incident surface of the light guide member 2, is formed in an arc shape in the xy plane, it is necessary to make light incident on the side surface 2b perpendicularly. Requires a rod-shaped lens 3 having an arc shape in the xy plane. In this case, the light incident on the light guide member 2 from the side surface 2b is reflected by the prism line of the prism 2a of the light guide member 2. The component incident in the vertical direction (x direction) is reduced. As a result, the amount of light reflected downward by the prism 2a decreases, and the illumination efficiency decreases.
[0013]
As shown in FIG. 16, a configuration in which a plurality of point light sources 7 such as LEDs are arranged as light sources on the arc-shaped side surface 2 b of the light guide member 2 along the longitudinal direction is also conceivable.
However, as compared with the case of FIG. 15, the light component from the point light source 7 to the prism line by the prism 2a of the light guide member 2 increases, but the vicinity of each point light source 7 in the y direction is locally increased. Since the brightness of the object 6 is uneven, the brightness of the illumination of the illuminated object 6 becomes uneven, and the appearance is deteriorated.
On the other hand, in order to suppress the occurrence of luminance unevenness, the arrangement density of the point light sources 7 may be increased, but the number of the point light sources 7 increases, and the cost increases.
[0014]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a surface light source device capable of arbitrarily forming the shape of a light guide member with a simple configuration without lowering illumination efficiency.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The object is, according to the configuration of the present invention, a light guide member made of a flat light-transmitting material, the upper surface or the lower surface of which is formed as a reflection surface processed as a prism surface with a fine pitch; A light source disposed opposite to the side surface of the member, and light traveling from the light source into the light guide member via the side surface is reflected by the reflection surface, and substantially from the lower surface or the upper surface on the opposite side. A surface light source device that emits vertically and illuminates an object to be illuminated, wherein at least a part of the side surface is formed substantially concave inward, and includes a reflective layer, This is achieved by a surface light source device, wherein the light source is disposed near or inside the concave side surface.
[0016]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the light source is disposed on at least one side edge of the concave side surface.
[0017]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the light source is provided on a side surface opposite to the concave side surface.
[0018]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the concave side surface is formed in a cylindrical shape.
[0019]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the light guide member is formed in a flat polygonal column shape, and the light source is arranged on one side surface, and the concave side surface is constituted by the remaining side surfaces. Have been.
[0020]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the light guide member has a part of a side surface formed into a cylindrical surface, and another part formed as a part of a polygonal prism. A light source is provided on the opposite side surface.
[0021]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the optical axis of the light source is arranged perpendicular to each prism line constituting the reflection surface of the light guide member.
[0022]
In the surface light source device according to the present invention, preferably, the optical axis of the light source is arranged obliquely with respect to each prism line constituting the reflection surface of the light guide member.
[0023]
According to the above configuration, light emitted from the light source travels into the light guide member from a portion other than the concave side surface of the light guide member, and enters the concave side surface from inside. Then, based on the concave shape toward the inside of the concave side surface, the light is reflected by the reflective layer, travels toward the other side of the light guide member, and enters perpendicularly to the prism line by each prism surface. The light is reflected by the prism and exits almost vertically from the lower surface or the upper surface of the light guide member to illuminate the illuminated object.
[0024]
As a result, the light from the light source is directly incident on the light guide member, so that the rod-shaped lens in the conventional surface light source device becomes unnecessary, and the cost of parts and assembly can be reduced, and the light amount loss in the rod-shaped lens can be reduced. And the lighting efficiency is improved.
Further, since the light from the light source is reflected and focused / diffused by the reflection layer provided on the concave side surface of the light guide member, a local bright portion does not occur around the light source, and a small number of light portions are generated. Even with a point light source, uniform illumination can be obtained.
Further, since the concave side surface as the incident light surface of the light guide member is formed substantially concave, it is not necessary to be a plane parallel to the prism line. Can easily be manufactured.
[0025]
When the light source is arranged on at least one side edge of the concave side surface, light emitted from the light source directly enters the light guide member from there, and from the light guide member to one side. The light enters each portion of the concave side surface located.
[0026]
When the light source is provided on the side surface opposite to the concave side surface, the light emitted from the light source directly enters the light guide member from there, and from the light guide member to the opposite side. The light enters each portion of the concave side surface located.
[0027]
When the concave side surface is formed into a cylindrical surface, light from the light source is continuously reflected toward the center of the light guide member based on the shape of the concave side surface. Therefore, the use efficiency of light from the light source is increased, and the illumination efficiency is improved.
[0028]
When the light guide member is formed in a flat polygonal column shape, and the light source is arranged on one side surface, and the concave side surface is constituted by at least a part of the remaining side surfaces, Since the light from the light source is incident on each side surface of the polygonal prism and is gradually reflected toward the center of the light guide member based on the shape of the polygonal prism, the light from the light source is The utilization efficiency is increased, and the illumination efficiency is improved.
[0029]
A part of the side surface of the light guide member is formed in a cylindrical shape, and the other portion is formed as a part of a polygonal prism. A light source is provided on a side surface opposite to the cylindrical surface portion. In this case, light from the light source is incident on the cylindrical surface portion and the polygonal column portion, respectively, and is reflected toward the center direction of the light guide member based on the shapes. Thus, the light use efficiency is increased, and the illumination efficiency is improved.
[0030]
When the optical axis of the light source is arranged perpendicular to each prism line constituting the reflection surface of the light guide member, when light from the light source is directly incident on the prism line perpendicularly, the prism The light reflected by the surface toward the lower side or the upper side of the light guide member, and the light reflected by the side surface opposite to the side surface on the incident side of the light guide member, is because the prism surface is facing backward, The light does not enter the prism surface, and is further reflected on the incident side surface of the light guide member, and then reflected downward or upward when entering the prism surface.
[0031]
When the optical axis of the light source is arranged obliquely with respect to each prism line constituting the reflection surface of the light guide member, the efficiency of light incidence from the light source to the concave side surface of the light guide member is improved. become.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. The embodiments are not limited to these embodiments unless otherwise described.
[0033]
FIG. 1 shows the configuration of the first embodiment of the surface light source device according to the present invention.
In FIG. 1, a surface light source device 10 includes a light guide member 11 and a point light source 12.
[0034]
The light guide member 11 is made of a translucent material and has a substantially flat thickness in the z-direction, more specifically, from one side to the other side, as shown in detail in FIG. (In the x-direction), for example, by gradually increasing the thickness gradually with a gentle inclination of about 1 to 2 degrees, and forming a flat step shape as a whole by providing a relatively steeply inclined step portion that is opposite at equal intervals. Have been.
Further, the light guide member 11 is formed as a reflection surface by forming a prism 11a at each step on the upper surface.
[0035]
As shown in FIG. 2, the prisms 11a are arranged at a predetermined minute pitch in the x direction of the light guide member 11, for example, at a pitch of about several tens to several hundreds μm, and are parallel to each other in the longitudinal direction (y direction). To form a prism line.
Here, each of the prisms 11a is formed at an angle of 45 degrees at the step on the upper surface of the light guide member 11, respectively.
[0036]
Further, in the light guide member 11, a side surface 11b on one side of the prism line is formed in a semi-cylindrical surface, that is, a cross section is formed in a semi-arc shape, and a reflection layer 11c is formed on the surface thereof. Have.
As a result, the light incident on the one side surface 11b from the inside of the light guide member 11 is reflected by the reflection layer 11c and proceeds into the light guide member 11 again.
[0037]
The point light source 12 is configured as a point light source such as an LED (light emitting diode), for example, and is arranged at one end of the side surface 11 b on one side of the light guide member 11.
[0038]
The surface light source device 10 according to the embodiment of the present invention is configured as described above, and the light emitted from the light source 12 directly enters the light guide member 11, and from the inside with respect to the one side surface 11b. Incident. Then, the light is reflected by the reflection layer 11c provided on one side surface 11b, enters the light guide member 11 again, and proceeds toward the other side of the light guide member 11.
At this time, based on the semi-cylindrical shape of the side surface 11b on one side of the light guide member 11, the light is continuously focused and diffused in the y direction, so that each prism line of the light guide member 11 has the y direction. It will proceed almost evenly throughout.
[0039]
As a result, the component of the light traveling toward the other side of the light guide member 11 that is perpendicularly incident on the prism line of each prism 11 a of the light guide member 11 is changed by each prism 11 a formed on the upper surface of the light guide member 11. The light is reflected downward, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 11.
Therefore, the light emitted from the lower surface of the light guide member 11 irradiates the planar illuminated object 13 (see FIG. 2) disposed below the light guide member 11. As a result, the entire surface of the illuminated object is illuminated with substantially uniform brightness.
[0040]
When the light enters the light guide member 11 from the light source 12, the light enters the light guide member 11 in the xy plane based on Snell's law with respect to the incident angle with respect to the side surface of the light guide member 11, and the incident angle is small The more efficiently the light enters.
On the other hand, the smaller the angle of incidence is, the longer the distance to the side surface 11b on one side of the light guide member 11 is. A more uniform amount of incident light is obtained.
[0041]
In this case, since the light from the light source 12 directly enters the light guide member 11, the rod-shaped lens in the conventional surface light source device 1 shown in FIG. 14 is not required, and the component cost and the assembly cost can be reduced. In addition, the light amount loss in the rod-shaped lens is eliminated, and the illumination efficiency is improved.
In addition, since the light from the light source 12 is reflected and focused and diffused by the reflection layer 11c provided on the side surface 11b on one side of the light guide member 11, a local bright portion may be generated around the light source 12. Therefore, even with a small number of point light sources, uniform illumination can be obtained.
Furthermore, since the one side surface 11b as the incident light surface of the light guide member 11 is formed in a substantially concave shape, it is not necessary to be a plane parallel to the prism line. Similarly, by forming the other side surface into a semi-cylindrical surface, a circular surface light source device as a whole can be manufactured.
[0042]
FIG. 3 shows a second embodiment of the surface light source device according to the present invention.
In FIG. 3, the surface light source device 20 includes a light guide member 21 and a point light source 22.
The light guide member 21 is basically configured to include a prism 21a similarly to the light guide member 21 in the surface light source device 20 illustrated in FIG. 1, and the side surface thereof is formed in a flat octagonal prism shape as a whole. It has a different configuration.
The light guide member 21 has a reflective layer 21d, except for one side 21b parallel to the prism line formed by the prism 21a, and the other seven sides 21c like the above-described one side 11b.
The light source 22 is arranged near the center in the longitudinal direction of the one side surface 21b, that is, inside the one side surface 21c arranged in a concave shape.
[0043]
According to the surface light source device 20 of this embodiment, light that has entered the light guide member 21 from one side surface 21b directly from the light source 22 is partially reflected by the side surface 21c, and then is reflected by the other side surface 21c. The part directly enters the other side 21c on the opposite side from the inside, is reflected by the reflection layer 21d of each side 21c, enters the light guide member 21 again, and the other side of the light guide member 21, ie, one side. It progresses toward the direction of two side surfaces 21b.
At this time, based on the octagonal prism shape of the other side surface 21c of the light guide member 21, the light is focused and diffused stepwise in the y direction, so that the entire prism line of the light guide member 21 is extended in the y direction. It will proceed almost evenly throughout.
In this way, the light traveling toward the other side of the light guide member 21 is such that the component that is incident perpendicularly to the prism line formed by each prism 21 a of the light guide member 21 has the prism formed on the upper surface of the light guide member 21. The light is reflected downward by the light guide 21a, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 21. Thus, similarly to the case of the surface light source device 10 illustrated in FIG. 1, the planar illuminated object below the light guide member 21 is uniformly irradiated over the entire surface.
[0044]
FIG. 4 shows a third embodiment of the surface light source device according to the present invention.
4, the surface light source device 30 is a modification of the surface light source device 20 shown in FIG. 3, and is located on the opposite side to the light source 22 of the octagonal prism-shaped side surface of the light guide member 21 in the surface light source device 20. Instead of the three side surfaces described above, a semi-cylindrical side surface 31a is provided, and a reflective layer 31b is provided on the surface of the side surface 31a.
[0045]
According to the surface light source device 30 having such a configuration, similarly to the surface light source devices 10 and 20 illustrated in FIGS. 1 and 3, the light enters the light guide member 21 directly from one side surface 21 b from the light source 22. After a part of the light is reflected by the side surface 21c, another part directly enters the opposite side surface 31a from the inside, and is reflected by the reflection layer 31b of each side surface 31a. The light again enters the light guide member 21 and proceeds toward the other side of the light guide member 21.
At this time, the light is focused and diffused in the y direction based on the semi-cylindrical shape of the side surface 31a of the light guide member 21, so that the prism lines of the light guide member 21 are substantially uniform over the entire y direction. It will go to.
In this way, of the light traveling to the other side of the light guide member 21, the component that is perpendicularly incident on the prism line of each prism 21 a of the light guide member 21 is formed on the upper surface of the light guide member 21. The light is reflected downward by the prism 21a, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 21. Thus, similarly to the case of the surface light source device 20 illustrated in FIG. 3, the planar object to be illuminated below the light guide member 21 is uniformly irradiated over the entire surface.
[0046]
FIG. 5 shows a fourth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
5, the surface light source device 40 is a modified example of the surface light source device 20 shown in FIG. 3, and has a heptagonal prism shape instead of the light guide member 21 having the octagonal prism side surface in the surface light source device 20. A light guide member 41 having a side surface is provided.
[0047]
According to the surface light source device 40 having such a configuration, similarly to the surface light source device 20 illustrated in FIG. 3, light that has entered the light guide member 41 from one side surface 41 a directly from the light source 22 is partially. Is reflected by the side surface, and another part directly enters the opposite side surface 41b from the inside, is reflected by the reflection layer (not shown) of each side surface 41b, and is again reflected. The light enters the light guide member 41 and proceeds toward the other side of the light guide member 41.
At this time, the light is focused and diffused in the y-direction based on the shape of the heptagonal prism on the side surface 41b of the light-guiding member 41, so that each prism line of the light-guiding member 41 is substantially uniform over the entire y-direction. It will go to.
In this way, of the light traveling toward the other side of the light guide member 41, the component that is perpendicularly incident on the prism line of the light guide member 41 is lowered by each prism formed on the upper surface of the light guide member 41. The light is reflected and emitted almost uniformly downward from the lower surface of the light guide member 41. Thus, similarly to the case of the surface light source device 20 illustrated in FIG. 3, the planar object to be illuminated below the light guide member 41 is uniformly irradiated over the entire surface.
[0048]
FIG. 6 shows a fifth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
6, a surface light source device 50 is a modification of the surface light source device 10 shown in FIG. 1, and is substantially the same as the surface light source device 10 in place of the light guide member 11 having the semi-cylindrical side surface. A light guide member 51 having a cylindrical side surface is provided, and a light source 52 is provided on one side of the light guide member 51 in the prism line direction.
[0049]
According to the surface light source device 50 having such a configuration, in a manner substantially similar to the surface light source device 10 illustrated in FIG. 1, the light directly entering the light guide member 51 from the light source 52 is applied to the cylindrical side surface 51 a. On the other hand, the light enters from the inside, is reflected by the reflection layer provided on the surface of the side surface 51a, enters the light guide member 51 again, and proceeds toward the center of the light guide member 51.
At that time, based on the cylindrical shape of the side surface 51a of the light guide member 51, the light is focused and diffused in the y direction, so that the light is substantially evenly distributed over the entire prism line of the light guide member 51 in the y direction. Will go on.
In this way, of the light traveling toward the center side of the light guide member 51, the component that is incident perpendicularly to the prism line of the light guide member 51 is lowered by each prism formed on the upper surface of the light guide member 51. The light is reflected and emitted almost uniformly downward from the lower surface of the light guide member 51. Thus, similarly to the case of the surface light source device 10 illustrated in FIG. 1, the planar object to be illuminated below the light guide member 51 is uniformly irradiated over the entire surface.
[0050]
FIG. 7 shows a sixth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
7, a surface light source device 60 is a modification of the surface light source device 40 shown in FIG. 5, and instead of the light source 42 provided near one side surface of the surface light source device 40, a light guide member 41 is provided. , That is, a pair of light sources 62 disposed opposite to the other end surfaces of the side surfaces on both sides of the light guide member 41.
[0051]
According to the surface light source device 60 having the above-described configuration, similarly to the surface light source device 20 illustrated in FIG. After being reflected by the side surface, another part directly enters the opposite side surface 41b from the inside, is reflected by the reflection layer (not shown) of each side surface 41b, and is again reflected by the light guide member 41. And travels toward the other side of the light guide member 41.
At this time, the light is focused and diffused in the y-direction based on the shape of the heptagonal prism on the side surface 41b of the light-guiding member 41, so that each prism line of the light-guiding member 41 is substantially uniform over the entire y-direction. It will go to.
In this way, of the light traveling toward the other side of the light guide member 41, the component that is perpendicularly incident on the prism line of the light guide member 41 is lowered by each prism formed on the upper surface of the light guide member 41. The light is reflected and emitted almost uniformly downward from the lower surface of the light guide member 41. Thereby, similarly to the case of the surface light source device 40 illustrated in FIG. 5, the planar illuminated object below the light guide member 41 is uniformly irradiated over the entire surface.
In this case, since the light of the light source 62 enters from both sides of the light guide member 41, brighter illumination light can be obtained.
[0052]
FIG. 8 shows a seventh embodiment of the surface light source device according to the present invention.
8, a surface light source device 70 is a modified example of the surface light source device 10 shown in FIG. 1, and has a light guide member 11 of the surface light source device 10 near both side edges on a side opposite to the side surface 11b. And a pair of light sources 72 disposed opposite to each other.
Here, each of the light sources 72 has its optical axis oriented in the x direction.
[0053]
According to the surface light source device 70 having such a configuration, the light that directly enters the light guide member 21 from each light source 72 is partially reflected by the side surface, and the other part is directly reflected. Then, the light enters the opposite side surface 11b from the inside, is reflected by the reflection layer 11c of each side surface 11b, enters the light guide member 21 again, and proceeds toward the other side of the light guide member 11.
At this time, the light is focused and diffused in the y direction based on the semi-cylindrical shape of the side surface 11b of the light guide member 11, so that the prism lines of the light guide member 11 are substantially uniform over the entire y direction. It will go to.
In this way, of the light traveling to the other side of the light guide member 11, the component that is perpendicularly incident on the prism line of each prism 11 a of the light guide member 11 is formed on the upper surface of the light guide member 11. The light is reflected downward by the prism 11a, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 11. Thereby, the planar object to be illuminated below the light guide member 21 is uniformly irradiated over the entire surface.
In this case, since the light of the light source 72 enters from both sides of the light guide member 11, brighter illumination light can be obtained.
[0054]
FIG. 9 shows an eighth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
9, a surface light source device 80 is a modification of the surface light source device 70 shown in FIG. 8, in which the optical axes of the light sources 72 are arranged to be inclined inward with respect to the x direction. Only the configuration is different.
According to the surface light source device 80 having such a configuration, the light source device 70 operates in the same manner as the surface light source device 70 illustrated in FIG. , The illumination efficiency is improved.
[0055]
FIG. 10 shows a ninth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
10, a surface light source device 90 is a modified example of the surface light source device 30 shown in FIG. 4, and instead of the light guide member 21 having the semi-cylindrical side surface 21c in the surface light source device 30, a light guide member 21 is provided. The configuration is different in that the optical member 91 is provided.
Like the light guide member 21, the light guide member 91 has a substantially flat thickness in the z direction, more specifically, from one side to the other side (in the x direction), for example, about 1 mm. By gradually increasing the thickness gradually with a gentle inclination of about 2 degrees, and by providing a relatively steeply inclined step in the opposite direction at equal intervals, it is formed as a flat step as a whole, and the prism 91a is provided in the step. The side surface 91b is formed in a cylindrical shape as a whole.
Further, the side surface 91b of the light guide member 91 is provided with a reflective layer 91c on the surface thereof, except for the region of the tip portion in the x direction.
The light source 22 is disposed so as to oppose the side surface 91b of the light guide member 91 in a region where the reflection layer 91c is not provided, so that the optical axis thereof coincides with the x direction.
[0056]
According to the surface light source device 90 having such a configuration, as in the surface light source device 30 shown in FIG. After that, another part directly enters the opposite side surface 91b from the inside, is reflected by the reflection layer 91c, enters the light guide member 91 again, and is reflected by the light guide member 91. Continue towards the other side of.
At that time, based on the cylindrical shape of the side surface 91b of the light guide member 91, the light is focused and diffused in the y direction, so that the prism lines of the light guide member 91 are substantially uniformly distributed over the entire y direction. Will go on.
In this way, of the light traveling toward the other side of the light guide member 91, the component that is perpendicularly incident on the prism line of each prism 91a of the light guide member 91 is formed on the upper surface of the light guide member 91. The light is reflected downward by the prism 91a, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 91. Thereby, the planar object to be illuminated below the light guide member 21 is uniformly irradiated over the entire surface.
[0057]
FIG. 11 shows a tenth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
11, a surface light source device 100 is a modification of the surface light source device 90 shown in FIG. 10, and is different from the surface light source device 90 shown in FIG. The configuration is different in that a pair of light sources 101 are disposed at positions shifted to both sides of the light source 101 so that their optical axes are inclined inward from the x direction.
[0058]
According to the surface light source device 100 having such a configuration, in the same manner as the surface light source device 90 shown in FIG. After being reflected by the side surface, another part directly enters the opposite side surface 91b from the inside, is reflected by the reflection layer 91c, enters the light guide member 91 again, and Go toward the other side of 91.
At that time, based on the cylindrical shape of the side surface 91b of the light guide member 91, the light is focused and diffused in the y direction, so that the prism lines of the light guide member 91 are substantially uniformly distributed over the entire y direction. Will go on.
In this way, of the light traveling toward the other side of the light guide member 91, the component that is perpendicularly incident on the prism line of each prism 91a of the light guide member 91 is formed on the upper surface of the light guide member 91. The light is reflected downward by the prism 91a, and is emitted substantially uniformly downward from the lower surface of the light guide member 91. Thereby, the planar object to be illuminated below the light guide member 21 is uniformly irradiated over the entire surface.
In this case, since the light of the light source 101 is incident from the vicinity of both sides of the light guide member 91 toward the center of the light guide member 91, brighter illumination light can be obtained.
[0059]
FIG. 12 shows an eleventh embodiment of the surface light source device according to the present invention.
12, the surface light source device 110 is a modified example of the surface light source device 90 shown in FIG. 11, and the vicinity of the x direction end of the light guide member 91 is cut off by a flat surface 91d extending in the y direction. The light source 101 is different from the light guide member 91 in that the optical axis is arranged so as to extend in the y direction, not at the position shifted to both sides of the light guide member 91 but near both ends of the diameter giving the maximum diameter in the y direction. Has become.
According to the surface light source device 110 having such a configuration, it operates in the same manner as the surface light source device 90 shown in FIG.
[0060]
FIG. 13 shows a twelfth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
In FIG. 13, the surface light source device 120 has substantially the same configuration as the surface light source device 70 shown in FIG. 8, and a pair of light sources 72 emit the light near both side edges of the light guide member 11 in the y direction. The configuration is different in that the axes are arranged to face each other in the y direction.
According to the surface light source device 120 having such a configuration, it operates in the same manner as the surface light source device 70 shown in FIG.
[0061]
In the above-described embodiment, the incident light is reflected by the prism formed on the upper surface of the light guide member, and is irradiated downward from the lower surface of the light guide member. Obviously, the incident light may be reflected by the prism formed on the lower surface of the light member, and the light may be irradiated upward from the upper surface of the light guide member.
In the above-described embodiment, the light guide member has a side surface formed in a semicylindrical surface shape, a polygonal prism shape such as an octagonal prism or a heptagonal prism, or a cylindrical surface. However, the present invention is not limited thereto. It can be formed in any shape according to the shape and the like.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, light emitted from the light source travels into the light guide member from a portion other than the concave side surface of the light guide member, and enters the concave side surface from inside. Then, based on the concave shape toward the inside of the concave side surface, the light is reflected by the reflective layer, travels toward the other side of the light guide member, and enters perpendicularly to the prism line by each prism surface. The light is reflected by the prism and exits almost vertically from the lower surface or the upper surface of the light guide member to illuminate the illuminated object.
[0063]
As a result, the light from the light source is directly incident on the light guide member, so that the rod-shaped lens in the conventional surface light source device becomes unnecessary, and the cost of parts and assembly can be reduced, and the light amount loss in the rod-shaped lens can be reduced. And the lighting efficiency is improved.
Further, since the light from the light source is reflected and focused / diffused by the reflection layer provided on the concave side surface of the light guide member, a local bright portion does not occur around the light source, and a small number of light portions are generated. Even with a point light source, uniform illumination can be obtained.
Further, since the concave side surface as the incident light surface of the light guide member is formed substantially concave, it is not necessary to be a plane parallel to the prism line. Can easily be manufactured. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an extremely excellent surface light source device capable of arbitrarily forming the shape of the light guide member with a simple configuration without lowering the illumination efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a first embodiment of a surface light source device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view in the x direction showing a main part of the surface light source device of FIG.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a configuration of a second embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a configuration of a third embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the configuration of a fourth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing the configuration of a fifth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing the configuration of a sixth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a configuration of a seventh embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing the configuration of an eighth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic perspective view showing the configuration of a ninth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic perspective view showing the configuration of a tenth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic perspective view showing the configuration of an eleventh embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a configuration of a twelfth embodiment of the surface light source device according to the present invention.
FIG. 14 is a schematic side view showing a configuration of an example of a conventional surface light source device.
15A is a partially enlarged plan view of the surface light source device of FIG. 14, and FIG.
16 is a partial plan view showing one configuration example in a case where the incident light surface of the light guide member is formed in a cylindrical shape in the surface light source device of FIG.
FIG. 17 is a partial plan view showing another configuration example when the incident light surface of the light guide member is formed in a cylindrical shape in the surface light source device of FIG.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110,
120 surface light source device
11, 21, 41, 51, 91 Light guide member
11a, 21a, 91a Prism
11b, 21b, 21c, 31a, 41a, 41b, 51a, 91b
11c, 21d, 31b, 91c Reflective layer
12, 22, 52, 62, 72, 101 Light source

Claims

A light guide member made of a flat translucent material, the upper surface or the lower surface of which is formed as a reflection surface processed as a prism surface with a minute pitch, and a light source disposed opposite to the side surface of the light guide member And light traveling from the light source into the light guide member via the side surface is reflected by the reflection surface and emitted almost perpendicularly from the lower surface or the upper surface on the opposite side to illuminate the object to be illuminated. , A surface light source device,
At least a part of the side surface is formed substantially concavely inward, and includes a reflective layer,
The surface light source device, wherein the light source is disposed near or inside the concave side surface.

The surface light source device according to claim 1, wherein the light source is arranged on at least one side edge of the concave side surface.

The surface light source device according to claim 1, wherein the light source is provided on a side surface opposite to the concave side surface.

The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave side surface is formed in a cylindrical shape.

The light guide member is formed in a flat polygonal column shape,
While the light source is arranged on one side,
The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave side surface is constituted by at least a part of the remaining side surfaces.

The light guide member has a part of a side surface formed into a cylindrical surface, and another part formed as a part of a polygonal prism,
The surface light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein a light source is provided on a side surface opposite to the cylindrical planar portion.

The surface light source device according to any one of claims 1 to 6, wherein an optical axis of the light source is arranged perpendicular to each prism line forming a reflection surface of the light guide member.

The surface light source device according to any one of claims 1 to 6, wherein an optical axis of the light source is arranged obliquely with respect to each prism line forming a reflection surface of the light guide member.