JP2005259361A - 面光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源1と、該光源1に対向する入射面2a、及び入射面2aに略垂直に位置する反射面2cと出射面2dで構成された面光源装置において、入射面2aに対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)が出射面2d又は反射面2cに形成され、更に、入射面2aに対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列(B)が、前記レンズ列(A)とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列(B)が入射面2aに略垂直に位置する反射面2c又は出射面2dに対して光源の側に0.1〜5度の角度の傾斜面を有することを特徴とする。
【選択図】図4
Description
LEDの利用効率と均一性を高めるために、前述のプリズム形状を主体として屈折や反射により導光体から出射する方法でプリズム形状を設けたレンズを粗面にした装置(特許文献6参照)が提案されているが、粗面化工程が必要で、製造工程が煩雑となるばかりでなく、拡散光となり効率低下とコストアップとならざるをえない。
更に、精密な加工を要するレンズ部分やプリズム部分を導光体の本体部分とは別に量産し、これらを導光体本体部分に合体してなる導光体も製造が容易であり適している。
本発明は上記知見に基づいて完成されたものである。
図4は、本発明による面光源装置の実施態様を示す模式的斜視図である。
同図において、複数の点状の光源1としてLEDが2個、導光体2の入射面2aに近接して設けられている。
導光体2は、入射面2aに略垂直に出射面2dと反射面2cの2面を有している。出射面2dには、入射面2aに対して略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)が設定されている。このレンズ列(A)には曲面の稜が互いに隣接していても良く、平坦面を介して飛び飛びに、即ち、断続的に設定されていても良い。更に、曲面の稜線は互いに平行であっても良いが、非平行の形状で光源に近い個所では狭く、遠くなるに従い広くなるように、即ち、曲面の断面形状としては入射面から離れるに従い大きくなるように設定することができる。
尚、本発明において、「入射面2aに対して略直角方向」とは、直角方向±5度程度を指す。以下においても同様である。
尚、本発明において、「入射面2aに対して略平行方向」とは、平行方向±5度程度を指す。以下においても同様である。
尚、前記光源側へ0.1〜5度の角度を有する傾斜面S1と他の任意の角を有する傾斜面S2とからなる頂上角又は谷部の角は、0.1〜5度の角度を有する傾斜面が実質的に保たれる限り、頂部又は谷部が丸くなり曲率等を示すレンズ列でも構わない。
前記の如く、導光体は一成分の一体型でも良く、多層体でも良い。多層体の場合には屈折率が近い材料の方が好ましい。
「輝度及び均整度の測定」
ミノルタ(株)製の2次元色分布測定装置CA−1500を使用し、導光体面上400mmの真上の距離から面光源のサイズに応じて測定個所を決めた。具体的には、50mm×35.5mmサイズの場合は、測定面を9分割し分割の中心の輝度を測定した。輝度はcd/m2 で表した。また、70mm×45mmサイズの場合は、測定点を25分割し分割の中心の輝度を測定した。均整度は分割して測定した輝度の最小値を最大値で除した数値を百分率(%)で表した。
(株)キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡VK−8500を使用し、形状のチャートから角度及び凸部の高さH又は凹部の低さH及び一単位のレンズ幅Wを測定し、H/Wを求めた。
長辺50mm、短辺35.5mmで短辺側を入射面2aとし、長辺に沿って入射面2aの厚み0.8mmとし反入射面2bの厚みを0.57mmとした楔状アクリル板を準備した。
アクリル板の出射面側には、48μmピッチで凸部の高さが17μmの曲率24μmの中心角が約146度の円弧状を有するレンズ形状をレンズの稜線が隣接して長辺に平行になるようUV硬化樹脂(十条ケミカル(株)製GA4100RL−A)を用いて作製し上記アクリル板の出射面側に密着させた後UV照射機に通し硬化接着した。
続いて、反対面の反射面2cに、表1に記載のように、受光角αが異なるが、これに対向する他の傾斜面の角度βが45度と一定で190μmのピッチを有する不等辺プリズムシート6種類を出射面と同様のUV硬化樹脂を用いて作製し上記アクリル板の反射面側に一体化した導光体を作製した。
次に、図5に示す如く、導光体の出射面2d上に50μmピッチで65度の頂角を有する2等辺のプリズムフィルム6を頂稜が入射面2aに平行になるように配置し、更にレンズ面を導光体2の出射面2dに対向させ配置し、導光体2の反射面2cに対向した面にAg反射シート7((株)麗光製75W 05)を配した面光源装置を作成した。
尚、比較例1として、不等辺プリズム列を備えていない導光体サンプルも準備した。
表1に測定結果を示す。表1中の輝度の値は9分割の輝度の平均値である。
長辺70mm、短辺45mmで短辺側を入射面2aとし、入射面2aの厚み0.8mmとし、反入射面側2bの厚みを0.5mmとした楔状アクリル板を準備した。
比較例3では、出射面に50μmピッチで頂角90度の2等辺三角形形状のプリズム形状をプリズムの稜線が長辺に平行になるようUV硬化樹脂(十条ケミカル(株)製GA4100RL−A)を用いて作製したプリズム形状をアクリル板に密着させた後UV照射機に通し硬化接着した。比較例3の90度の直角三角形の場合は、H/Wは1/2になる。
表2に測定結果を示すが、表2中の輝度の値は25分割の輝度の平均値である。
出射面には実施例6と同じレンズ形状のレンズ幅Wが48μm、凸部の高さHが17μmのH/Wは1/2.8となる2等辺三角形の先端が曲線化した断面形状を入射面に垂直に配備したレンズ列を持ち、反射面には、100μmピッチの受光角αが1.6度、他の一面の角βが45度の断面を持つ不等辺三角形のプリズム列と90μmピッチの平坦部が交互に存在する形状を備えた実施例6〜7と同様の長短辺を有する楔型の導光体をアクリル樹脂を用いて射出成形によって製作した。
前記導光体を実施例1〜6と同様の方法で面光源装置を作成し、同様の方法で点灯して輝度を測定した結果を表3に実施例8として示した。また、出射面と反射面を逆に使用して、測定した結果を表3の実施例9として示した。
2 導光体
2a 入射面
2b 反入射面
2c 反射面
2d 出射面
01〜05 光路
5 反射板
6 プリズムフィルム
7 反射板(平板)
(A) 入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列
(B) 入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列
S1 光源側へ0.1〜5度の角度αを有する傾斜面
S2 任意の角度βを有する傾斜面
Claims (6)
- 光源と、該光源に対向する入射面及び入射面に略垂直に位置する反射面と出射面で構成される面光源装置において、入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)が出射面又は反射面に形成され、更に、入射面に対し略平行方向に延びる多数の非対称のレンズ列又はプリズム列(B)が、前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)とは反対の面に形成され、前記非対称のレンズ列又はプリズム列(B)が入射面に略垂直に位置する反射面又は出射面に対して光源の側に0.1〜5度の角度の傾斜面を有することを特徴とする面光源装置。
- 前記光源が点状光源であることを特徴とする請求項1記載の面光源装置。
- 前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)の形状が、入射面と平行な方向での断面形状において、凸部の最大高さ及び/又は凹部の最大低さHと1単位のレンズの幅Wの比H/Wが1/2〜1/10の範囲内にあることを特徴とする請求項1又は2記載の面光源装置。
- 前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)の形状が、入射面から離れるに従い凸部又は凹部の断面形状が大きくなることを特徴とする請求項3に記載の面光源装置。
- 前記入射面に対し略平行に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列(B)が、非対称レンズ列又はプリズム列(B1)と入射面に略垂直な反射面又は出射面に平行な平担部の列(B2)で形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の面光源装置。
- 前記入射面に対し略直角方向に延びる凸部及び/又は凹部の曲面を有する多数のレンズ列(A)及び前記入射面に対し略平行方向に延びる非対称のレンズ列又はプリズム列(B)の少なくとも何れかがシート状で作製され、少なくとも一つの平面を有する導光体に貼り合わされたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の面光源装置。
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