JP2005026223A - Light guide plate for surface light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源からの光を発光面全体に広げて出力するための面発光装置の導光板に関する。 The present invention relates to a light guide plate of a surface light emitting device for spreading light from a light source over the entire light emitting surface for output.
近年、液晶バックライトなどの光源として、点光源である発光ダイオードからの光を面状に発光させる面発光装置が用いられている。この面発光装置は、対向する主面を有する導光板の一端面から1又は2以上の発光ダイオードからの光を入射して、その光を導光板の一方の主面全体からの光を出射させるように構成される。詳しく説明すると面発光装置は、外枠が樹脂材料或いは金属材料からなり、反射面と出射面とを有する導光板と、導光板の入射端面と対向するように設けられた発光ダイオードと、導光板の反射面側に設けられた反射体とを有してなり、発光ダイオードからの光を導光板の反射面から出射させる。 2. Description of the Related Art In recent years, a surface light emitting device that emits light from a light emitting diode that is a point light source in a planar shape is used as a light source such as a liquid crystal backlight. In this surface light emitting device, light from one or more light emitting diodes is incident from one end surface of a light guide plate having opposing main surfaces, and the light is emitted from the entire one main surface of the light guide plate. Configured as follows. More specifically, the surface light emitting device includes a light guide plate having an outer frame made of a resin material or a metal material, a reflective surface and an output surface, a light emitting diode provided to face the incident end surface of the light guide plate, and a light guide plate. And a reflector provided on the reflective surface side of the light source, and emits light from the light emitting diode from the reflective surface of the light guide plate.
以上のように構成された面発光装置では、発光ダイオードから出力された光が導光板を伝搬されるにしたがって減少し、光源から離れるにしたがって減少するため、反射面に光拡散ドットパターンを形成し均一な面発光を得ようとしている。この光拡散ドットパターンを形成し均一な面発光を得ようとしている。このような光拡散ドットパターンは、光源側の隅部など特に光が届きにくい部分において、密度を高くして形成されている。 In the surface light emitting device configured as described above, the light output from the light emitting diode decreases as it propagates through the light guide plate and decreases as it moves away from the light source. Therefore, a light diffusing dot pattern is formed on the reflective surface. We are trying to obtain uniform surface emission. This light diffusing dot pattern is formed to obtain uniform surface light emission. Such a light diffusing dot pattern is formed with a high density especially in a portion where light does not easily reach such as a corner on the light source side.
しかしながら、このように光が届きにくい部分において形成される光拡散ドットパターンは、規則性を有するマトリックス状の配置に加えて、ランダムに配置されるため、隣りあうドット間隔が極端に大きくなったり、小さくなったりすることもある。このような部分における光の反射光は、他の部分と異なる指向性を有することとなり、光拡散ドットが視認されたり、面発光の見栄えが悪くなる等という問題が生じる。 However, since the light diffusing dot pattern formed in the portion where light does not easily reach in this way is randomly arranged in addition to the regular matrix-like arrangement, the adjacent dot interval becomes extremely large, Sometimes it gets smaller. The reflected light of the light in such a part has a directivity different from that of the other part, and there arises a problem that the light diffusing dots are visually recognized and the appearance of the surface emission is deteriorated.
そこで、本発明は発光面の均一且つ見栄えの良い発光が可能で、光拡散ドットの視認を抑制できる導光板を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light guide plate that can emit light with a uniform and attractive appearance on the light emitting surface and can suppress the visual recognition of the light diffusing dots.
以上の目的を達成するために、本発明に係る第1の面発光装置の導光板は、互いに対向する出射面と反射面を有し、前記反射面において複数のドットが形成された面発光装置の導光板において、前記ドットが格子間領域内に、前記導光板の前記入射端面に対して略垂直方向及び略平行方向における連続的な、任意の密度分布を有するように、少なくとも1組の縦方向及び横方向の直線の交点に配置されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the light guide plate of the first surface light emitting device according to the present invention has a light emitting surface and a reflective surface facing each other, and a plurality of dots are formed on the reflective surface. In the light guide plate, at least one set of vertical lengths is provided so that the dots have an arbitrary density distribution in the vertical direction and in the substantially parallel direction with respect to the incident end surface of the light guide plate in the interstitial region. It is arrange | positioned at the intersection of the straight line of a direction and a horizontal direction, It is characterized by the above-mentioned.
このような構成とすることで、ドットを格子状領域ごとに異なる所望の密度変化に合わせて配置させることができるため、導光板の出射面から精度良く所望の光量を得ることができる。 With such a configuration, the dots can be arranged in accordance with different desired density changes for each grid area, so that a desired light amount can be obtained with high accuracy from the exit surface of the light guide plate.
本発明に係る第2の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内において、前記導光板の前記入射端面に対して略垂直方向及び略平行方向における連続的な、任意の密度分布は、前記導光板からの均一な面発光を得るために設定されていることを特徴とする。 The light guide plate of the second surface light emitting device according to the present invention has an arbitrary density distribution continuous in a substantially vertical direction and a substantially parallel direction with respect to the incident end surface of the light guide plate in the lattice region. It is set to obtain uniform surface light emission from the light guide plate.
このような構成とすることで、均一性のよい面発光を得ることができる。 With such a configuration, surface light emission with good uniformity can be obtained.
また、本発明に係る第3の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内において、前記導光板の前記入射端面に対して略垂直方向及び略平行方向における連続的な、任意の密度分布が、前記縦方向及び横方向の直線の間隔によって表されていることを特徴とする。 Moreover, the light guide plate of the third surface light emitting device according to the present invention has an arbitrary density distribution that is continuous in a substantially vertical direction and a substantially parallel direction with respect to the incident end surface of the light guide plate in the lattice region. Is represented by an interval between the vertical and horizontal straight lines.
このような構成とすることで、ドットがそれぞれ格子状領域内において滑らかに配置されるため、見栄えのよい面発光を得ることができる。 By adopting such a configuration, the dots are smoothly arranged in the lattice-like regions, respectively, so that it is possible to obtain surface light with good appearance.
本発明に係る第4の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内において、縦方向に隣りあうドットの間隔が、異なることを特徴とする。 The light guide plate of the fourth surface light emitting device according to the present invention is characterized in that the interval between dots adjacent in the vertical direction is different in the lattice region.
このような構成とすることで、縦方向に隣りあう格子状領域間においても、滑らかなドット配置とすることができるため、さらに見栄えや均一性を高めることができる。 By adopting such a configuration, smooth dot arrangement can be achieved even between grid-like regions adjacent in the vertical direction, so that appearance and uniformity can be further improved.
本発明に係る第5の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内において、横方向に隣りあうドットの間隔が、異なることを特徴とする。 The light guide plate of the fifth surface light emitting device according to the present invention is characterized in that the intervals between the dots adjacent in the horizontal direction are different in the lattice area.
このような構成とすることで、横方向に隣りあう格子状領域間において滑らかなドット配置とすることができるため、見栄えや均一性を高めることができると共に、輝線の発生を抑制することができる。 By adopting such a configuration, it is possible to achieve a smooth dot arrangement between grid-like regions adjacent in the horizontal direction, so that appearance and uniformity can be improved and generation of bright lines can be suppressed. .
本発明に係る第6の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内において、縦方向及び横方向に隣りあうドットの間隔が、光源からの距離及び角度によって異なることを特徴とする。 The light guide plate of the sixth surface light emitting device according to the present invention is characterized in that, in the lattice region, the interval between dots adjacent in the vertical direction and the horizontal direction differs depending on the distance and angle from the light source.
このような構成とすることで、光源からの光の光量に応じて縦方向及び横方向において滑らかなドット密度変化を実現することができ、さらに制御性よく多くの光束を取り出すことができる面発光を実現することができる。 By adopting such a configuration, surface light emission that can realize a smooth change in dot density in the vertical and horizontal directions according to the amount of light from the light source, and can extract a large amount of light with high controllability. Can be realized.
本発明に係る第7の面発光装置の導光板は、前記ドットが、前記格子状領域の境界上においても形成されていることを特徴とする。 The light guide plate of the seventh surface light emitting device according to the present invention is characterized in that the dots are also formed on the boundary of the lattice-like region.
このような構成とすることで、格子状領域の境界部の視認を防ぎ、見栄えをよくすることができる。 By setting it as such a structure, visual recognition of the boundary part of a grid | lattice area | region can be prevented, and appearance can be improved.
本発明に係る第8の面発光装置の導光板は、前記ドットが、前記格子状領域内において縦ラインおよび横ラインを形成して配置されていることを特徴とする。 The light guide plate of the eighth surface light emitting device according to the present invention is characterized in that the dots are arranged so as to form a vertical line and a horizontal line in the lattice area.
このような構成とすることで、各ドットの距離を一定の間隔に保つことができるため異常発光を防ぐことができる。また、ドット加工を行いやすくなる。 With such a configuration, the distance between the dots can be maintained at a constant interval, so that abnormal light emission can be prevented. Moreover, it becomes easy to perform dot processing.
本発明に係る第9の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内に前記ドットによって形成される前記縦ラインが、少なくとも縦方向の1組の格子状領域間において、一方の格子状領域において前記ドットによって形成される縦ラインと、他方の格子状領域において前記ドットにより形成される縦ラインとが1つの直線を構成しないように前記ドットが配列されていることを特徴とする。 The light guide plate of the ninth surface emitting device according to the present invention is such that the vertical line formed by the dots in the grid area is at least one grid area between a set of grid areas in the vertical direction. The dots are arranged so that the vertical lines formed by the dots in the above and the vertical lines formed by the dots in the other lattice-shaped region do not form one straight line.
このような構成とすることで、輝線の発生を抑制することができるため、均一性及び見栄えのよい面発光を得ることができる。 With such a configuration, generation of bright lines can be suppressed, so that surface emission with good uniformity and good appearance can be obtained.
本発明に係る第10の面発光装置の導光板は、前記格子状領域内に前記ドットによって形成される前記縦ラインが、全ての格子状領域において、一方の格子状領域において前記ドットによって形成される縦ラインと、他方の格子状領域において前記ドットにより形成される縦ラインとが1つの直線を構成しないように前記ドットが配列されていることを特徴とする。 In the light guide plate of the tenth surface light emitting device according to the present invention, the vertical lines formed by the dots in the lattice region are formed by the dots in one lattice region in all lattice regions. The dots are arranged so that the vertical lines formed by the dots in the other grid area do not form one straight line.
このような構成とすることで、輝線の発生を防止することができるため、さらに、均一性及び見栄えの良好な面発光を得ることができる。 With such a configuration, generation of bright lines can be prevented, and thus surface emission with excellent uniformity and appearance can be obtained.
以上のようなドットの配置方法によると、グリッドごとのドット密度を光軸方向であるY方向のみならず光源の配置方向であるX方向のドット密度変化にも対応させることができるため、一度に全ての領域に渡ってドットを配置させることが可能となる。また、従来の方法ではY方向のみの一次元でのドット密度変化に対応させたものであり、特に暗くなる光源間や隅部においてランダムにドットを配置させる方法によって形成したものと比較すると、各ドット間が極端に狭いもしくは広いということがなく、2次元の面上で滑らかなドット密度変化が実現できる。またグリッドごとにドットの配置パターンが異なるため、縦ラインおよび横ラインが隣接するグリッド間において1つの直線を構成することがないため輝線などを防止することができる。さらに、グリッドの境界線を越えてX方向およびY方向へ滑らかなドット密度変化が表されており、グリッドの境界付近にもドットが配置されることから、各グリッドの境界が目立たず見栄えや均一性を高めることが可能となる。 According to the dot arrangement method as described above, the dot density for each grid can be adapted not only to the Y direction which is the optical axis direction but also to the dot density change in the X direction which is the light source arrangement direction. It is possible to arrange dots over the entire area. In addition, the conventional method corresponds to a change in dot density in one dimension only in the Y direction, and compared with a method formed by a method in which dots are randomly arranged between light sources or corners that are particularly dark, A smooth dot density change can be realized on a two-dimensional surface without the dots being extremely narrow or wide. In addition, since the dot arrangement pattern is different for each grid, a vertical line and a horizontal line do not form one straight line between adjacent grids, so that bright lines can be prevented. Furthermore, since the dot density changes smoothly in the X and Y directions beyond the grid boundaries, dots are also placed near the grid boundaries, making the grid boundaries inconspicuous and uniform. It becomes possible to improve the nature.
以下、図面等を参照しながら、本発明に係る実施の形態に係る面発光装置の導光板について説明する。本実施の形態の導光板は、一方の主面である出射面に対向する他方の主面である反射面に所定の分布を満足するように多数のドットを形成することにより、光源から入力される光が出射面から均一に出射されるように構成した面発光装置の導光板であって、上記所定の分布を本願特有のドットパターンにより実現したものである。すなわち、本実施の形態の導光板では、反射面において光源が設けられる入射端面側から以下のような光拡散ドットが形成されている。尚、図12はは導光板の反射面に形成されたドットの分布の一例を示す導光板の模式的拡大図である。 Hereinafter, a light guide plate of a surface light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The light guide plate according to the present embodiment is inputted from a light source by forming a large number of dots so as to satisfy a predetermined distribution on a reflection surface which is the other main surface opposite to an emission surface which is one main surface. The light guide plate of the surface light emitting device is configured so that the emitted light is uniformly emitted from the emission surface, and the predetermined distribution is realized by a dot pattern unique to the present application. That is, in the light guide plate of the present embodiment, the following light diffusion dots are formed from the incident end surface side where the light source is provided on the reflection surface. FIG. 12 is a schematic enlarged view of the light guide plate showing an example of the distribution of dots formed on the reflection surface of the light guide plate.
光拡散ドットは、本実施の形態の反射面において、予め格子状に区画されたグリッド(格子状領域)内においてそれぞれ異なる密度を有するように形成される。グリッド内では、各ドットが導光板の入射端面に対して略垂直方向の縦ライン11及び略平行方向の横ライン12を形成して配置されている。このようにドットが縦ライン11及び横ライン12を形成するのはグリッド内における密度分布を複数の縦方向の直線1、及び横方向の直線2の間隔で表し、これらの交点にドットが配列されるからである。これら縦方向の直線1及び横方向の直線2は、ドット配置工程におけるソフト上で用いられる直線であって、実際の導光板状では視認されない。しかしながら、ドットが行や列を成して連なり、直線状に配置されるすことで縦ライン11及び横ライン12として認識されるため、ここではこれらを区別して表している。
The light diffusing dots are formed so as to have different densities in grids (lattice-like regions) partitioned in advance in a lattice shape on the reflection surface of the present embodiment. In the grid, each dot is arranged by forming a
このようなラインは、グリッドが横方向(X方向)に連なったX方向の帯状領域Rak(k=1,2,3,…,n)、及びグリッドが縦方向(Y方向)に連なったY方向の帯状領域Rbk(k=1,2,3,…,n)において連続的な密度変化を示している。したがって、各グリッド内でそれぞれのX方向及びY方向の密度変化を表すことができると同時に、グリッドの境界においてもドットが配置される場合があることから、グリッドの境界の視認をなくすることができるため、見栄えの良い面発光装置の導光板とすることが可能となる。 In such a line, a strip region Ra k (k = 1, 2, 3,..., N) in the X direction in which the grid is continuous in the horizontal direction (X direction), and a grid is continuous in the vertical direction (Y direction). A continuous density change is shown in the band-like region Rb k (k = 1, 2, 3,..., N) in the Y direction. Therefore, the density change in each X direction and Y direction can be expressed in each grid, and at the same time, since dots may be arranged at the grid boundaries, the visibility of the grid boundaries may be eliminated. Therefore, the light guide plate of the surface light emitting device having a good appearance can be obtained.
また、グリッド内に形成された縦ライン11及び横ライン12において、隣りあうドットの間隔はそれぞれが均一ではない。さらにドットの個数及び位置は、それぞれのグリッドごとに異なる。このようにグリッド内においてもドットの密度変化及び配置位置が一定ではないことから、グリッド内のドットによる縦ライン11及び横ライン12が、隣りあうグリッド間において1つの連続した直線を意図的に形成しないため輝線の発生を抑制することもできる。
Further, in the
これらのグリッドは導光板の長さと比較して十分小さく設定されるため、図12のRa3及びRb3で表されるグリッド内のドットのように、グリッドの大きさや密度によっては、グリッド内に複数のドットがなく、1つのドットからなる場合もある。 Since these grids are set to be sufficiently small compared to the length of the light guide plate, depending on the size and density of the grid, such as dots in the grids represented by Ra 3 and Rb 3 in FIG. In some cases, there are no dots, and there are only one dot.
また、グリッドごとに一定のドットパターンを形成することがなく、より細かい設計を行うことができるため、輝度むらなく、見栄えの良い面発光装置とすることができ、また光軸方向に隣りあうグリッド間において、それぞれの縦ラインが1つの直線を形成する確率が限りなく低いため、さらに輝線を防止することもできる。 In addition, since a constant dot pattern is not formed for each grid and a finer design can be performed, it is possible to provide a surface light emitting device with good brightness and good appearance, and grids adjacent in the optical axis direction. Since the probability that each vertical line forms one straight line is extremely low, bright lines can be further prevented.
以下、本実施の形態におけるドットの配列パターンの設定方法の一例について説明する。尚、本発明の実施の形態においては、導光板における発光ダイオードの配置方向を横方向またはX方向、発光ダイオードの光軸方向を縦方向またはY方向とし、導光板上の位置をX座標(グリッド番号)及びY座標(グリッド番号)として説明する。 Hereinafter, an example of a dot array pattern setting method in the present embodiment will be described. In the embodiment of the present invention, the arrangement direction of the light emitting diodes in the light guide plate is the horizontal direction or the X direction, the optical axis direction of the light emitting diodes is the vertical direction or the Y direction, and the position on the light guide plate is the X coordinate (grid Number) and Y coordinate (grid number).
(データ入力)
本発明の実施の形態に係るドットの配列パターンの設定方法では、まずドットパターンの設定に必要な値の入力を行う。この時必要なデータは、導光板のサイズ、計算に用いるグリッドのサイズ、座標及び密度に関するデータ、等である。まず導光板の大きさや形状を考慮して、ドットのサイズを決定する。また、ドットのサイズによって格子状のグリッドの大きさを考慮し決定する。例えば導光板のサイズを34×45mmとする場合、ドットのサイズはφ60μm、計算に用いるグリッドのサイズは1×1mmとすると、均一な面発光を得るために十分なドット加工を行うことができる。尚、本実施の形態においてドット占有率が1〜80%の領域、あるいは導光板の少なくとも一辺を3〜300分割したものの一領域を1つのグリッドとする。また具体的なグリッドの一辺の長さは0.5〜30mmである。
(Data input)
In the dot arrangement pattern setting method according to the embodiment of the present invention, first, values necessary for dot pattern setting are input. The data necessary at this time is the data on the size of the light guide plate, the size of the grid used for the calculation, the coordinates and the density, and the like. First, the dot size is determined in consideration of the size and shape of the light guide plate. Further, the size of the grid is determined in consideration of the size of the dots. For example, when the size of the light guide plate is 34 × 45 mm, if the dot size is φ60 μm and the grid size used for calculation is 1 × 1 mm, sufficient dot processing can be performed to obtain uniform surface light emission. In this embodiment, an area having a dot occupancy of 1 to 80%, or an area obtained by dividing at least one side of the light guide plate by 3 to 300 is defined as one grid. The specific length of one side of the grid is 0.5 to 30 mm.
さらに、発光面における輝度分布が面内において均一になるように、反射面における各位置のドット密度を設定する。ここで、計算に必要と考えられる任意のポイント51における密度を決定する。この時、同じY座標(1行)上に2個以上のデータを並べるようにすればよく、さらに、これらの任意のポイント51はグリッドの中心部に限る必要はなく、各行及び列における数が決定されているわけでもない。例えば、図1に示すように密度変化の大きい部分であるy1の行に関しては、点で示すポイント51を多く取ることが好ましいが、導光板中心部における密度変化が比較的小さい部分であるy3の行に関しては、y1で設定したポイント数より少なくとってもよく、また、異なるX座標におけるポイント51をとることもできる。このようなポイント51の数及び位置は、所望の面発光を得るため、任意に設定することができる。
Further, the dot density at each position on the reflecting surface is set so that the luminance distribution on the light emitting surface is uniform in the surface. Here, the density at an
ドットの密度は、光源から入力される光の減衰量に応じて設定し、ドット密度は光の減衰量が大きい箇所ほど大きくなる。つまり光源が設けられる入射端面側からもう一方の端面側へ、密度分布を変化させると同時に、入射端面側の隅部(角部)や、発光ダイオードが複数用いられる場合は発光ダイオード間など、発光ダイオードからの入射光が届きにくく、光束密度の低い部分では密度を大きくする、ことなどが考慮される。言い換えると、ドット密度は光の減衰が小さい光源付近では小さくなり、光の減衰が大きい光源から離れたところでは大きくなる。また、光源の光軸との角度が大きいところでは密度が大きくなり、光源の光軸との角度が小さいところでは密度が小さくなる傾向がある。 The dot density is set in accordance with the attenuation amount of light input from the light source, and the dot density increases as the light attenuation amount increases. In other words, the density distribution is changed from the incident end face side where the light source is provided to the other end face side, and at the same time, light is emitted from the corner (corner part) on the incident end face side, or between the light emitting diodes when multiple light emitting diodes are used. It is considered that incident light from the diode is difficult to reach and that the density is increased in a portion where the light flux density is low. In other words, the dot density decreases near the light source where the light attenuation is small, and increases at a distance from the light source where the light attenuation is large. Further, the density tends to increase when the angle with the optical axis of the light source is large, and the density tends to decrease when the angle with the optical axis of the light source is small.
(導光板のドット密度マップの作成)
上記のように、導光板上のy1〜y5等の任意に設定した各行において、各ポイントごとに最適なドット密度を、図16のように設定した後、全行において各Y座標のデータよりそのY座標におけるX座標とドット密度のグラフを補間することで、図2のような補間曲線を得る。補間には例えばスプライン補間を用いればよく、スプライン補間とは、任意の点と点とを滑らかな曲線によって結ぶことで全ての座標(グリッド)においてドット密度のデータを網羅させることである。このように近似を用いて補間を行うことで得られた、それぞれの補間曲線を全ての任意の行において導き出し、図3のようにy1〜y5のX方向の各グリッドにおけるドット密度D(ドット密度分布)を算出することができる。
(Creation of dot density map of light guide plate)
As described above, after setting the optimum dot density for each point in each arbitrarily set line such as y1 to y5 on the light guide plate as shown in FIG. An interpolation curve as shown in FIG. 2 is obtained by interpolating the graph of the X coordinate and the dot density in the Y coordinate. For example, spline interpolation may be used for interpolation, and spline interpolation is to cover dot density data in all coordinates (grids) by connecting arbitrary points with smooth curves. Thus, the respective interpolation curves obtained by performing interpolation using approximation are derived in all arbitrary rows, and the dot density D (dot density) in each grid in the X direction of y1 to y5 as shown in FIG. Distribution) can be calculated.
次にy方向についても、先に得られた図3のX方向のドット密度変化を用いて、全ての列に対して補間し、図4のような補間曲線を得ることで、各列ごとのY方向における各グリッドのドットの密度変化を算出することができる。この時点において全グリッドの中心部のドット密度Dを算出することができるため、導光板全面におけるグリッド中心部のドット密度マップ(図5)を作成することが可能となる。具体的には、図17に示すように各グリッド内に、グリッド中心部におけるドット密度Dを表すことができる。この時、グリッド中心部におけるドット密度Dをグリッド内の平均ドット密度として考える。図17のような全面のドット密度マップによって図6に示すような3次元の面において滑らかなドット密度変化を有するグラフを得ることができる。 Next, also in the y direction, by using the dot density change in the X direction obtained in FIG. 3 previously obtained, interpolation is performed for all the columns to obtain an interpolation curve as shown in FIG. It is possible to calculate the density change of dots in each grid in the Y direction. Since the dot density D of the center part of all the grids can be calculated at this time, it is possible to create a dot density map (FIG. 5) of the grid center part on the entire surface of the light guide plate. Specifically, as shown in FIG. 17, the dot density D at the center of the grid can be expressed in each grid. At this time, the dot density D at the center of the grid is considered as the average dot density in the grid. A graph having a smooth dot density change on a three-dimensional surface as shown in FIG. 6 can be obtained by a dot density map of the entire surface as shown in FIG.
(ドット配置)
次に図7の模式図に示すように、各グリッドの行及び列からなる領域に、ドット密度に応じた格子を描き、その交点にドットを配置する。このような格子は、縦方向の直線及び横方向の直線を密にしたり、間隔を広げたりすることでドット密度の大小を表している。図6の3次元グラフから得られる補間曲線をもとに、グリッドの行からなるX方向の帯状領域Rak(k=1,2,3,…,n)においては縦方向の直線1、またグリッドの列からなるY方向の帯状領域Rbk(k=1,2,3,…,n)においては横方向の直線2を描くことによって得られるものである。X方向のドット密度変化に対しては縦方向の直線1の間隔を変えて、またY方向のドット密度変化に対しては横方向の直線2の間隔を変化させて表現する。次に縦方向の直線1及び横方向の直線2による格子間距離Lを決定する方法について説明する。
(Dot placement)
Next, as shown in the schematic diagram of FIG. 7, a grid corresponding to the dot density is drawn in an area composed of rows and columns of each grid, and dots are arranged at the intersections. Such a lattice expresses the size of the dot density by making the straight line in the vertical direction and the straight line in the horizontal direction dense, or widening the interval. On the basis of the interpolation curve obtained from the three-dimensional graph of FIG. 6, in the X-direction strip region Ra k (k = 1, 2, 3,..., N) composed of grid rows, A band-like region Rb k (k = 1, 2, 3,..., N) in the Y direction composed of grid rows is obtained by drawing a
まず、X方向の帯状領域Ra1(グリッド1行目)において、それぞれの部分のドット密度変化に応じて縦ラインの間隔を算出するため、X方向の帯状領域Ra1の密度データを図6の2次元のグラフから取り出し補間曲線(図8)を導き出すことで、任意のX座標におけるドット密度Dの算出を可能な状態とする。次に導光板の左端にあたるX=0の部分に1本目の縦方向の直線1を引き、その地点におけるドット密度Dを補間曲線から算出した後、ドット密度に応じた格子間距離Lを計算によって得る。具体的には、図9に示すようにまず各格子の面積を次の(1)式により求め、その求めた面積の平方根からそれぞれの格子間隔(格子一辺の長さ)を決定する((2)式)。
格子面格子面積(mm2)=(ドット1個の面積(mm2))/(ドット密度D(%)/100)…(1)
格子間距離L(mm)=√(格子面積)…(2)
First, in order to calculate the interval between the vertical lines in accordance with the change in the dot density of each portion in the X-direction band-like area Ra 1 (first row of the grid), the density data of the X-direction band-like area Ra 1 is shown in FIG. By taking out the interpolation curve (FIG. 8) from the two-dimensional graph, the dot density D can be calculated at an arbitrary X coordinate. Next, after drawing the first vertical
Lattice plane lattice area (mm 2 ) = (area of one dot (mm 2 )) / (dot density D (%) / 100) (1)
Interstitial distance L (mm) = √ (lattice area) (2)
上記の計算によって得られた格子間隔Lの分だけX方向に移動し、2本目の縦方向の直線1を引く。同様にして、2本目の縦方向の直線1の位置(X座標)におけるドット密度Dは、上記の2次元のグラフより取り出したX方向の帯状領域Ra1(グリッド1行目)における補間曲線によるドット密度データから得られるため、2本目の縦方向の直線1の位置におけるドット密度Dを格子間距離Lに換算することで、3本目の縦方向の直線1の位置が決定される。このようにして導光板の一方の側端部である左端から他方の側端部である右端にまで繰り返して行う。
The second
以上の工程によって、X方向の帯状領域Ra1(グリッド1行目)におけるドット密度変化を連続的に変化させた図10の模式図ような複数の縦方向の直線1が得られる。また、このような作業を他の行(X方向の帯状領域Ra2以降)においても同様にして行うことで、全てのX方向の帯状領域Rak(k=1,2,3,…,n)において、ドット密度変化を連続的に変化させた縦方向の直線群を得ることができる。
Through the above steps, a plurality of vertical
次に、Y方向の帯状領域Rb1(グリッド1列目)から順に、Y方向の帯状領域Rbk(k=1,2,3,…,n)においても同様の工程を行う。最初に、導光板の左端のY方向の帯状領域Rb1(グリッド1列目)の光源側のY=0の部分に1本目の横方向の直線2を引き、その地点におけるドット密度Dを、図6の3次元グラフより取り出した、Y方向の帯状領域Rb1の補間曲線より導き出す。その得られたドット密度Dを、上記の(1)式及び(2)式に当てはめることで、2本目の横方向の直線2までの距離が決定される。続いて2本目の横方向の直線2のY座標におけるドット密度Dを、Y方向の帯状領域Rb1のドット密度変化を表す補間曲線上から算出し、そのドット密度Dを格子間距離Lに変換することで、3本目の横方向の直線2が配置される位置が決定される。このような横方向の直線2の位置決めを、導光板のY方向の帯状領域Rb1において、光源側の端部であるY=0の部分から光軸方向へ他方の端部まで繰り返して行う。以上の工程をY方向の帯状領域Rbk(k=1,2,3,…,n)の全域に渡って行うことで、Y方向の帯状領域Rbkのドット密度変化を縦ラインによって連続的に変化させた図11の模式図が得られ、縦方向の直線および横方向の直線が交わりあう格子が描かれる。得られた格子は、X方向のドット密度変化とY方向のドット密度変化とが縦方向の直線1および横方向の直線2によって表されており、これら縦方向の直線1、および横方向の直線2の交点をドットの配置位置とする。このような方法によってドットを配置させることで、Y方向のドット密度変化のみならずX方向のドット密度変化にも対応させたドット配置を実現することができる。ドットは縦方向の直線1及び横方向の直線2上に配置されるため、それぞれのドットによって縦ライン11及び横ライン12を形成しているようにも認識される。
Next, the same process is performed in the Y-direction band-like region Rb k (k = 1, 2, 3,..., N) in order from the Y-direction band-like region Rb 1 (grid first row). First, the first horizontal
これらの横方向の直線1および縦方向の直線2は、図10で示すように、それぞれの直線(N本目の線)が配置される位置におけるドット密度Dが、その次の直線(N+1本目の線)が配置される距離Lに反映されることから、配置される直線間の距離とドット密度の変化にずれが生じるが、ドットの距離は十分小さく、このようなずれは無視することのできる範囲であることから、ドットの作用に影響を与える恐れはない。
As shown in FIG. 10, the horizontal
本発明の実施の形態に係る配置方法によると、各グリッド内において縦方向の直線1及び横方向の直線2の交点にドットが形成されることから、ランダムにドットを配置させるものと比較すると、ドット間が極端に広くなる、或いは狭くなることがないため、ドット密度が不連続に変化するため、複数のドットが極端に接近して1つの大きなドットのように見えたりすることなどによる異常発光等を防止することができる。
According to the arrangement method according to the embodiment of the present invention, since dots are formed at the intersections of the vertical
さらに、グリッドごとにドットの個数および配置位置が異なることから、各グリッド内における縦ライン11は、それぞれY方向に隣りあうグリッド間において、1つの連続した直線を意図的に構成することがないため輝線の発生を抑えることができる。但し、例外としてそれぞれ隣接するグリッド間においてドット密度に変化がない場合などは、Y方向に隣接するグリッド間において縦ライン11が1つの連続した直線を形成する場合もあるが、3つ以上のグリッドに渡って1つの連続した直線を形成することはほとんどあり得ない。しかしながら、輝線発生の問題が生じる場合は、グリッド内においてドットによる縦ライン11及び横ライン12をX方向及びY方向にずらすなどすることで、防止することもできる。
Further, since the number of dots and the arrangement position are different for each grid, the
(ドット位置の補正)
本発明の実施の形態に係るドット配置方法は、グリッド間の境界において不連続なシボ配置となるため、ドット同士が重なったり、或いは間隔が広すぎる場合が生じるため、対策方法の例を以下に示す。尚、本発明の実施の形態に係るドット位置の補正方法は以下に限定されない。
(Dot position correction)
Since the dot arrangement method according to the embodiment of the present invention is discontinuous textured arrangement at the boundary between grids, dots may overlap each other or the interval may be too wide. Show. The dot position correction method according to the embodiment of the present invention is not limited to the following.
a)ドット同士が重なる場合
図12のようにドットが重なる場合において、例えば、ドット間距離(ドット中心間の距離)がドット径の1.1倍以下であり、且つドット間距離が0.6倍以下であると、図13のように2個の平均座標に重なり合ったドットを1つにまとめて配置させる。また、ドット間距離がドット径の0.6倍以上であり、且つ1.1倍以下の場合は、図14のように互いに離れる方向へ移動させる。また、移動させる距離は、移動させる方向にあるドットとの間に存在するスペースの3分の1とする。
a) When dots overlap each other When dots overlap as shown in FIG. 12, for example, the inter-dot distance (distance between dot centers) is 1.1 times or less the dot diameter, and the inter-dot distance is 0.6. If it is equal to or less than double, dots overlapping two average coordinates are collectively arranged as shown in FIG. Further, when the inter-dot distance is not less than 0.6 times the dot diameter and not more than 1.1 times, the dots are moved away from each other as shown in FIG. The distance to be moved is set to one third of the space existing between the dots in the moving direction.
b)ドット同士の間隔が広い場合
図15に示すようにグリッド境界において端部に配置されたドット間隔が広い場合は、それぞれ端部に配置された4つのドットのうち、対角にあるものの距離L1およびL2を計算する。次にグリッドの境界地点におけるドット密度Dをドット密度マップから計算し、そのドット密度Dから上記した(1)及び(2)の計算式を用いて、格子間距離Lを算出する。この時、L1及びL2が共にLよりも大きい場合、具体的にはLの1.1倍より大きい場合は、4つのグリッドの平均座標に1つドットを追加する。但し、追加したドットの周囲の4つのドット径の1.3倍以下なら追加を行わない。
b) When the distance between the dots is wide As shown in FIG. 15, when the distance between the dots arranged at the ends at the grid boundary is wide, the distance between the four dots arranged at the ends and the diagonal ones. Calculate L1 and L2. Next, the dot density D at the boundary point of the grid is calculated from the dot density map, and the interstitial distance L is calculated from the dot density D using the above formulas (1) and (2). At this time, when both L1 and L2 are larger than L, specifically, when larger than 1.1 times L, one dot is added to the average coordinates of the four grids. However, the addition is not performed if the diameter of the four dots around the added dot is 1.3 times or less.
(ドットの形状)
本発明において、ドットは凹部からなるドットであっても良いし、凸部からなるドットであっても良く、後述の種々の形状のものが適用できる。以下図18〜図23を参照しながら、本発明において用いることができる好ましいドット形状について説明する。ここで図18〜図23においてそれぞれ(a)は断面図であり、(b)は平面図である。尚、本発明は図18〜図23に示すドット形状に限定されるものではなく、それ以外の形状であっても適用できる。以下、各図に示された形状について簡単に説明する。
(Dot shape)
In the present invention, the dot may be a dot formed of a concave portion or a dot formed of a convex portion, and those having various shapes described below can be applied. Hereinafter, preferred dot shapes that can be used in the present invention will be described with reference to FIGS. Here, in FIGS. 18 to 23, (a) is a sectional view and (b) is a plan view. The present invention is not limited to the dot shape shown in FIGS. 18 to 23, and can be applied to other shapes. Hereinafter, the shape shown in each figure will be briefly described.
図18は、反射基準面Rfより窪んだ比較的単純な凹部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。また、図19は、反射基準面Rfより盛り上がった峰がリング状に形成されたドットであり、図20は図18の凹部からなるドットにおいて周囲が盛り上がったドットであり、図19及び図20のドットは、図18の単純な凹部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。 FIG. 18 shows dots formed by relatively simple recesses that are recessed from the reflection reference surface Rf, and the dots of this shape are easy to manufacture. Further, FIG. 19 is a dot in which a peak raised from the reflection reference surface Rf is formed in a ring shape, and FIG. The dot has a higher light scattering effect than the dot formed of a simple recess in FIG.
図21は、反射基準面Rfより盛り上がった比較的単純な凸部により形成されたドットであり、本形状のドットは製作が容易である。また、図22は、反射基準面Rfより窪んだドットにおいて中央部が盛り上がったドットであり、図22は図21の凸部からなるドットにおいて周囲が窪んだドットである。この図22及び図23のドットは、図21の単純な凸部からなるドットに比較して高い光散乱効果を有する。 FIG. 21 shows dots formed by relatively simple convex portions raised from the reflection reference surface Rf, and the dots of this shape are easy to manufacture. Further, FIG. 22 is a dot whose center is raised in a dot recessed from the reflection reference surface Rf, and FIG. 22 is a dot whose periphery is recessed in the dot formed of the convex portion in FIG. The dots shown in FIGS. 22 and 23 have a higher light scattering effect than the dots formed by simple protrusions shown in FIG.
図19、図20、図22、図23に示す1つのドットに凸部と凹部を有する光散乱能が高いドットは、例えば、先の尖ったピンを樹脂板に押し付けて凹部を形成する際にその凹部の周りが盛り上がることを利用することにより比較的簡単に作製でき、押圧条件の管理により高い再現性も確保できる。また、この方法は複数のピンを有する金型においても適用することができ、大量生産も可能である。 19, 20, 22, and 23, each dot having a convex portion and a concave portion has a high light scattering ability. For example, when forming a concave portion by pressing a pointed pin against a resin plate By utilizing the fact that the periphery of the concave portion swells, it can be manufactured relatively easily, and high reproducibility can be secured by managing the pressing conditions. In addition, this method can be applied to a mold having a plurality of pins, and mass production is also possible.
本発明において、上述のドットの形状によりドットの光散乱能が異なることを利用すると、実施の形態で説明したドット密度とドット配置に加えて各ドットの形状も含めて発光面の各部分における輝度を調整できる。このようにすると、ドット密度とドット配置だけでは調整しきれなかったより微妙な発光面の輝度調整が可能となる。 In the present invention, using the fact that the light scattering ability of the dots varies depending on the shape of the dots described above, in addition to the dot density and the dot arrangement described in the embodiment, the luminance in each part of the light emitting surface including the shape of each dot Can be adjusted. In this way, it is possible to adjust the luminance of the light emitting surface more delicately, which cannot be adjusted only by the dot density and the dot arrangement.
さらに、図18〜図23では、平面形状が円形のドットを用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、四角形又は多角形等の他の形状であつてもよい。またさらに、本発明では、必要に光の散乱量に応じて各領域毎にドットの形状を異なるようにしてもよく、これによりより発光面における発光輝度をより均一にできる。 Furthermore, in FIGS. 18 to 23, an example in which dots having a circular planar shape are used is shown. However, the present invention is not limited to this, and may be other shapes such as a quadrangle or a polygon. Furthermore, in the present invention, the shape of the dots may be different for each region depending on the amount of light scattering, so that the light emission luminance on the light emitting surface can be made more uniform.
1…縦方向の直線
2…横方向の直線
11…縦ライン
12…横ライン
21…ドット
31…導光板
32…光源
41…グリッド(格子状領域)境界線
51…密度を設定するポイント
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ドットは格子間領域内に、前記導光板の前記入射端面に対して略垂直方向及び略平行方向における連続的な、任意の密度分布を有するように、少なくとも1組の縦方向及び横方向の直線の交点に配置されていることを特徴とする面発光装置の導光板。 In a light guide plate of a surface light emitting device having an emission surface and a reflection surface facing each other, and a plurality of dots formed on the reflection surface,
In the interstitial region, the dots have at least one set of longitudinal and lateral directions so as to have an arbitrary density distribution that is continuous in a substantially vertical direction and a substantially parallel direction with respect to the incident end face of the light guide plate. A light guide plate for a surface light emitting device, wherein the light guide plate is disposed at an intersection of straight lines.
The vertical lines formed by the dots in the lattice area are formed by the dots in one lattice area and the dots in the other lattice area in all the lattice areas. 9. The light guide plate of a surface light emitting device according to claim 8, wherein the dots are arranged so that the vertical lines formed do not form one straight line.
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