JP2005302322A - Light source device and flat lighting system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源装置の開口部に隣接し開口部表面位置と同等位置に、導光板の入射部から一度導光板内に進入した光が入射部に対向する導光板の端面で入射部方向に反射した光を再び導光板内に戻すための散乱反射部を設けた光源装置に関する。 In the present invention, light that has entered the light guide plate once from the incident portion of the light guide plate in the position adjacent to the opening portion of the light source device and in the same position as the surface position of the opening portion is directed toward the incident portion at the end face of the light guide plate facing the incident portion. The present invention relates to a light source device provided with a scattering reflection unit for returning reflected light back into the light guide plate.
また、この光源装置を用いた平面照明装置や導光板の入射部に近接し光源装置に隣接した位置に散乱反射部を設けたり、ケース内で導光板の入射部に近接し光源装置に並設した位置に散乱反射部を設けることによって、光源装置からの光を導光板の入射部から一度導光板内に進入し、入射部に対向する導光板の端面で入射部方向に反射した光を再び導光板内に戻すことにより、光源装置からの光を入射部と入射部に対向する反射端面部との間を導光板の表面部や裏面部に施した光偏向素子によって導光板の外部に出射されるまで光を繰り返し利用することによって高輝度で光源装置の光源(LED等)を出射面から観測されない平面照明装置に関する。 In addition, a scattering reflector is provided at a position adjacent to the light source device adjacent to the planar illumination device using the light source device or the light guide plate, or provided in parallel with the light source device adjacent to the light guide plate incident portion in the case. By providing the scattering reflection portion at the position, the light from the light source device once enters the light guide plate from the incident portion of the light guide plate, and the light reflected in the direction of the incident portion at the end face of the light guide plate facing the incident portion again. By returning to the inside of the light guide plate, the light from the light source device is emitted to the outside of the light guide plate by the light deflecting element provided on the front surface portion and the back surface portion of the light guide plate between the incident portion and the reflection end surface portion facing the incident portion. The present invention relates to a flat illuminating device in which light is repeatedly used until light source (LED or the like) of a light source device is not observed from an emission surface with high brightness.
従来の光源装置としては、放射光を導光板等の中に多く進入させるため、導光板中に勘合するようにして全てに透明材を用いたものが知られている。さらに、より多くの光源を使用できるように光源装置を小型化し、出射部以外の部分を極力省略した光源装置も知られている。 As a conventional light source device, there is known a light source device that uses a transparent material as a whole so as to fit into the light guide plate in order to allow much radiation light to enter the light guide plate or the like. Furthermore, a light source device is also known in which the light source device is miniaturized so that more light sources can be used, and a portion other than the emitting portion is omitted as much as possible.
また、光源装置からの光を表面部等から出射させるために、導光板を入射部から離れる程、導光板の厚さを薄くなるように楔形状にして、入射部からの光をテーパーリークさせて出射光を多く出射させる構成の平面照明装置が知られている。 In addition, in order to emit light from the light source device from the surface portion or the like, the light guide plate is formed in a wedge shape so that the thickness of the light guide plate decreases as the distance from the incident portion increases, and the light from the incident portion tapers and leaks. There has been known a flat illumination device configured to emit a large amount of emitted light.
さらに、光源装置に使用されている光源が半導体発光素子(LED等)であるために指向性が強く、導光板の中心位置に特に輝度やエネルギ値の高い光が直進し、導光板の入射部の反対側方向に進む。このため、入射部分で拡散するように入射部を表面部から裏面部方向に稜を持つプリズム加工を施して導光板内に入射するときに光を拡散する構成の平面照明装置が知られている。
上述した従来の光源装置として、放射光を導光板等の中に多く進入させるため、導光板中に勘合するようにして全てに透明材を用いているものでは、光源からの光の指向性がそのままの状態で導光板内に進入する。このため、指向性に反映したそのままの出射光を得てしまい、光の斑が出来てしまう課題と導光板の中心部分に侵入した直線光の利用が少ない課題がある。 As the above-described conventional light source device, in order to allow a large amount of radiated light to enter the light guide plate or the like, a transparent material is used for everything in the light guide plate so that the directivity of light from the light source is It enters the light guide plate as it is. For this reason, there is a problem that the emitted light as it is reflected in the directivity is obtained, and a spot of light is generated, and a problem that the utilization of the linear light entering the central portion of the light guide plate is small.
さらに、より多くの光源を使用できるように光源装置を小型化し、出射部以外の部分を極力省略した光源装置では、一定の輝度斑の無いようにするため、光源をアレー状に並べて使用しなければならず、この場合には高輝度の出射光を得ることができるが、多数の光源使用や電力等の経済性に課題がある。また、このような光源装置では、導光板の入射部が光源装置よりも大きな場合に、光源装置の無い部分の入射部に、一度導光板内に侵入した光が入射部に対向する導光板の端面で入射部方向に反射し、入射部に達した時、光が入射部から外部に漏れてしまう課題がある。 Furthermore, in a light source device that is reduced in size so that more light sources can be used and where the portion other than the light emitting portion is omitted as much as possible, the light sources must be arranged in an array so that there is no fixed brightness spot. In this case, high-luminance outgoing light can be obtained, but there are problems in the use of a large number of light sources and economics such as electric power. Further, in such a light source device, when the incident portion of the light guide plate is larger than the light source device, the light that has once entered the light guide plate is incident on the incident portion of the portion without the light source device. There is a problem that when the light is reflected in the direction of the incident part at the end face and reaches the incident part, light leaks from the incident part to the outside.
また、従来の平面照明装置として、光源装置からの光を表面部等から出射させるために、導光板を入射部から離れる程、導光板の厚さを薄くなるように楔形状にして、入射部からの光をテーパーリークさせて出射光を多く出射させる構成の平面照明装置では、導光板のテーパによって入射部から直ちに出射され明るい出射光を得ることができる。従って、光源がCCFL等の散乱光である場合には大変有効であるが、光源が半導体発光素子(LED等)である場合には、光源(LED等)を出射面から観測され、大変見栄えの悪くなる課題がある。 Further, as a conventional flat illumination device, in order to emit light from the light source device from the surface portion or the like, the light guide plate is formed in a wedge shape so that the thickness of the light guide plate is reduced as the distance from the light input portion is increased. In the flat illumination device having a configuration in which the light from the taper leaks and emits a large amount of emitted light, it is immediately emitted from the incident portion by the taper of the light guide plate, and bright emitted light can be obtained. Therefore, it is very effective when the light source is scattered light such as CCFL, but when the light source is a semiconductor light emitting element (LED or the like), the light source (LED or the like) is observed from the emission surface and is very attractive. There is a problem that gets worse.
さらに、光源装置に使用されている光源が半導体発光素子(LED等)であるために指向性が強く、導光板の中心位置に特に輝度やエネルギ値の高い光が直進し、導光板の入射部の反対側方向に進む。このため、入射部分で拡散するように入射部を表面部から裏面部方向に稜を持つプリズム加工を施して導光板内に入射するときに光を拡散する構成の平面照明装置では、厚さに対する横方向に対しては拡散効果が得ることができるが、厚さ方向に対しては拡散されず、横方向に進んだ光の一部分は導光板の側面部部分から外部に漏れてしまう。その結果、出射面からの出射光量が期待するほど得ることができない課題がある。 Furthermore, since the light source used in the light source device is a semiconductor light emitting element (LED or the like), the directivity is strong, and light with particularly high brightness and energy value goes straight to the center position of the light guide plate, and the incident portion of the light guide plate Proceed in the opposite direction. For this reason, in the planar illumination device configured to diffuse light when the incident portion is subjected to prism processing having a ridge in the direction from the front surface portion to the back surface portion so as to diffuse at the incident portion, the light is diffused when entering the light guide plate. Although a diffusion effect can be obtained in the lateral direction, a portion of the light traveling in the lateral direction leaks outside from the side surface portion of the light guide plate without being diffused in the thickness direction. As a result, there is a problem that the amount of light emitted from the emission surface cannot be obtained as expected.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、光源装置の開口部から放射し、導光板の入射部から一度導光板内に進入し入射部に対向する導光板の端面で入射部方向に反射した光を光源装置の開口部に隣接し開口部表面位置と同等位置に散乱反射部を設けて再び導光板内に戻し、導光板の表面部や裏面部に施した光偏向素子によって導光板の外部に出射されるまで光を繰り返し利用することによって高輝度の光を出射することができるとともに光源装置の光源(LED等)を出射面から観測されない光源装置と、この光源装置を用いた平面照明装置や導光板の入射部に近接し光源装置に隣接した位置に散乱反射部を設けたり、ケースに導光板の入射部に近接し光源装置に並設した位置に散乱反射部を設けることによって、光源装置からの光を導光板の入射部から一度導光板内に進入し、入射部に対向する導光板の端面で入射部方向に反射した光を再び導光板に戻すことにより、光源装置からの光を入射部と入射部に対向する反射端面部との間を導光板の表面部や裏面部に施した光偏向素子によって導光板の外部に出射されるまで光を繰り返し利用することによって高輝度で光源装置の光源(LED等)を出射面から観測されない平面照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and radiates from the opening of the light source device, enters the light guide plate once from the incident portion of the light guide plate, and faces the incident portion. The light reflected in the direction of the incident part in the light source device adjacent to the opening of the light source device is provided at the same position as the surface of the opening and returned to the light guide plate. A light source device that can emit high-luminance light by repeatedly using the light until it is emitted to the outside of the light guide plate by the deflecting element, and the light source (LED or the like) of the light source device is not observed from the emission surface, and the light source Scatter reflection is provided at a position adjacent to the light source device adjacent to the incident part of the flat illumination device or the light guide plate using the device, or at a position adjacent to the light input device adjacent to the light source plate on the case. By providing a light Light from the light source device enters the light guide plate once from the incident portion of the light guide plate and returns the light reflected in the direction of the incident portion at the end face of the light guide plate facing the incident portion to the light guide plate again. By repeatedly using light until the light is emitted to the outside of the light guide plate by the light deflection element provided on the front surface portion and the back surface portion of the light guide plate between the incident portion and the reflection end surface portion facing the incident portion, the brightness is increased. An object of the present invention is to provide a flat illumination device in which a light source (LED or the like) of a light source device is not observed from an emission surface.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に係る光源装置は、開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a light source device according to
請求項1に係る光源装置は、開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けるので、開口部方向に進んできた光を開口部と反対方向に散乱反射することができる。
The light source device according to
また、請求項2に係る平面照明装置は、底部に載置した半導体発光素子からの放射光を底部に対向する開口部から出射する開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けた光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するケースとを具備し、
光源装置を導光板の入射部に近接し開口部からの光を入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射することを特徴とする。
Further, in the flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Including at least the light source device and a case for housing the light guide plate,
The light source device is close to the incident portion of the light guide plate, and the light from the opening portion is guided from the incident portion to the outside of the light guide plate by the light deflecting element, and is reflected toward the incident portion by the reflection end face portion. The light that has reached is scattered and reflected by the scattering reflector and returned again into the light guide plate, and the light is deflected from the front and / or back by the light deflecting element during the repetition of the light at the reflecting end face and the scattering reflector. Is emitted.
請求項2に係る平面照明装置は、底部に載置した半導体発光素子からの放射光を底部に対向する開口部から出射する開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けた光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するケースとを具備し、
光源装置を導光板の入射部に近接し開口部からの光を入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a flat illuminating device having a number of scattering reflection portions that are increased by one with respect to the number of openings that emit radiation from a semiconductor light-emitting element placed on the bottom. A light source device that is adjacent to the portion and provided at the same position as the opening surface position;
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Including at least the light source device and a case for housing the light guide plate,
The light source device is close to the incident portion of the light guide plate, and the light from the opening portion is guided from the incident portion to the outside of the light guide plate by the light deflecting element, and is reflected toward the incident portion by the reflection end face portion. The light that has reached is scattered and reflected by the scattering reflector and returned again into the light guide plate, and the light is deflected from the front and / or back by the light deflecting element during the repetition of the light at the reflecting end face and the scattering reflector. Therefore, all the light from the light source device can be emitted without loss regardless of the number of openings.
さらに、請求項3に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
光源装置の数よりも1つ多く、導光板の入射部に近接するとともに光源装置に並設し反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部と、
少なくともこれら光源装置と導光板と散乱反射部を収納するケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射することを特徴とする。
Furthermore, the flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
One more than the number of light source devices, a scattering reflection portion that is close to the incident portion of the light guide plate and is arranged in parallel with the light source device and scatters and reflects the reflected light from the reflection end surface portion to the light guide plate again,
Including at least a light source device, a light guide plate, and a case for housing the scattering reflection portion,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is scattered and reflected again to return light into the light guide plate, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. .
請求項3に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
光源装置の数よりも1つ多く、導光板の入射部に近接するとともに光源装置に並設し反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部と、
少なくともこれら光源装置と導光板と散乱反射部を収納するケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。
The flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
One more than the number of light source devices, a scattering reflection portion that is close to the incident portion of the light guide plate and is arranged in parallel with the light source device and scatters and reflects the reflected light from the reflection end surface portion to the light guide plate again,
Including at least a light source device, a light guide plate, and a case for housing the scattering reflection portion,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is returned to the light guide plate again after being scattered and reflected, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. Regardless of the number, all the light from the light source device can be emitted without loss.
また、請求項4に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するとともに導光板の入射部に近接し光源装置に隣接した位置に反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部を光源装置の数よりも1つ多く設けたケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射することを特徴とする。
A flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Based on the number of light source devices, at least the light source device and the light guide plate are accommodated, and the reflection and reflection portions that scatter and reflect the reflected light from the reflection end face to the light guide plate again at a position adjacent to the light source device and adjacent to the incident portion of the light guide plate. And a case provided with one more,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is scattered and reflected again to return light into the light guide plate, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. .
請求項4に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するとともに導光板の入射部に近接し光源装置に隣接した位置に反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部を光源装置の数よりも1つ多く設けたケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。
The flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Based on the number of light source devices, at least the light source device and the light guide plate are accommodated, and the reflection and reflection portions that scatter and reflect the reflected light from the reflection end face to the light guide plate again at a position adjacent to the light source device and adjacent to the light source plate And a case provided with one more,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is returned to the light guide plate again after being scattered and reflected, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. Regardless of the number, all the light from the light source device can be emitted without loss.
さらに、請求項5に係る平面照明装置は、導光板が、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも薄いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも厚いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部と反射端面部とで等しいフラット形状の何れか1つであることを特徴とする。
Furthermore, in the flat illumination device according to
請求項5に係る平面照明装置は、導光板が、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも薄いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも厚いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部と反射端面部とで等しいフラット形状の何れか1つであるので、何れの導光板でも導光板の中心部分(特に厚さ方向に対する中心部分)を進む光源装置からの光を反射端面部で反射して入射部方向に光を戻す。
In the flat illumination device according to
特に導光板を表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも薄いテーパ形状の場合には、光が反射端面部方向に進む時にテーパリークに依る出射光や光偏向素子に到達する確率が多くなる。 In particular, when the light guide plate has a tapered shape in which the thickness from the front surface portion to the back surface portion is thinner at the incident portion than at the reflection end surface portion, emitted light or light deflecting element due to taper leak when the light travels in the direction of the reflection end surface portion The probability of reaching
また、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも厚いテーパ形状の場合には、反射端面部で入射部方向に反射した光が入射部方向に進む時にテーパリークに依る出射光や光偏向素子に到達する確率が多くなる。 In addition, when the thickness from the front surface portion to the back surface portion is a tapered shape where the incident portion is thicker than the reflective end surface portion, the light reflected in the incident portion direction at the reflective end surface portion may cause a taper leak. Therefore, the probability of reaching the outgoing light and the light deflection element increases.
また、請求項6に係る平面照明装置は、導光板が、入射部を表面部から裏面部方向に対して傾斜し、光源装置の開口部表面位置に対し非平行になることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, the light guide plate is characterized in that the light guide plate inclines the incident portion from the front surface portion toward the rear surface portion and is not parallel to the opening surface position of the light source device.
請求項6に係る平面照明装置は、導光板が、入射部を表面部から裏面部方向に対して傾斜し、光源装置の開口部表面位置に対し非平行になるので、光源からの出射光を入射部で表面部方向に屈折または裏面部方向に屈折することができる。
In the flat illumination device according to
請求項1に係る光源装置は、開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けるので、開口部方向に進んできた光を開口部と反対方向に散乱反射することができる。これにより、開口部から広がった光や隣り合う開口部の間や開口部以外に到達した光等を効率良く無駄なく利用することができる。
The light source device according to
請求項2に係る平面照明装置は、底部に載置した半導体発光素子からの放射光を底部に対向する開口部から出射する開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けた光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するケースとを具備し、
光源装置を導光板の入射部に近接し開口部からの光を入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。これにより、入射部近傍での開口部付近と非開口部付近との光の斑が無く、さらに例えばLED等の光源自身を導光板の出射面側から観測することが無く高輝度の出射光を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a flat illuminating device having a number of scattering reflection portions that are increased by one with respect to the number of openings that emit radiation from a semiconductor light-emitting element placed on the bottom. A light source device that is adjacent to the portion and provided at the same position as the opening surface position;
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Including at least the light source device and a case for housing the light guide plate,
The light source device is close to the incident portion of the light guide plate, and the light from the opening portion is guided from the incident portion to the outside of the light guide plate by the light deflecting element, and is reflected toward the incident portion by the reflection end face portion. The light that has reached is scattered and reflected by the scattering reflector and returned again into the light guide plate, and the light is deflected from the front and / or back by the light deflecting element during the repetition of the light at the reflecting end face and the scattering reflector. Therefore, all the light from the light source device can be emitted without loss regardless of the number of openings. As a result, there are no spots of light near the opening and near the non-opening in the vicinity of the incident part, and further, for example, a light source such as an LED is not observed from the exit surface side of the light guide plate, and high-luminance outgoing light is emitted. Can be obtained.
請求項3に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
光源装置の数よりも1つ多く、導光板の入射部に近接するとともに光源装置に並設し反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部と、
少なくともこれら光源装置と導光板と散乱反射部を収納するケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。このため、入射部近傍での開口部付近と非開口部付近との光の斑が無く、さらに例えばLED等の光源自身を導光板の出射面側から観測することが無く高輝度の出射光を得ることができるとともに複数の光源装置を用いる時に光源装置同士の間隔ピッチに左右されずに効果を得ることができる。
The flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
One more than the number of light source devices, a scattering reflection portion that is close to the incident portion of the light guide plate and is arranged in parallel with the light source device and scatters and reflects the reflected light from the reflection end surface portion to the light guide plate again,
Including at least a light source device, a light guide plate, and a case for housing the scattering reflection portion,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is returned to the light guide plate again after being scattered and reflected, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. Regardless of the number, all the light from the light source device can be emitted without loss. For this reason, there is no spot of light in the vicinity of the opening and near the non-opening in the vicinity of the incident part, and further, for example, a light source such as an LED is not observed from the exit surface side of the light guide plate, and high-luminance outgoing light is emitted. In addition, when using a plurality of light source devices, the effect can be obtained without being influenced by the pitch between the light source devices.
請求項4に係る平面照明装置は、少なくとも1以上の光源装置と、
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ入射部と反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するとともに導光板の入射部に近接し光源装置に隣接した位置に反射端面部からの反射光を再び導光板に散乱反射する散乱反射部を光源装置の数よりも1つ多く設けたケースとを具備し、
光源装置からの光を導光板の入射部から導き光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を反射端面部で入射部方向に反射し、入射部に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射するので、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる。このため、入射部近傍での開口部付近と非開口部付近との光の斑が無く、さらに例えばLED等の光源自身を導光板の出射面側から観測することが無く高輝度の出射光を得ることができるとともにケースに散乱反射部を設けた為に光源装置や導光板等の取り付けに散乱反射部を標準として行うことができる。
The flat illumination device according to
An incident part that guides light emitted from the light source device, a reflection end face located on the opposite side of the incident part, and a front part and a rear face provided with a light deflection element and connected to the incident part and the reflection end face at a substantially right angle A light guide plate comprising a portion,
Based on the number of light source devices, at least the light source device and the light guide plate are accommodated, and the reflection and reflection portions that scatter and reflect the reflected light from the reflection end face to the light guide plate again at a position adjacent to the light source device and adjacent to the light source plate And a case provided with one more,
Light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light other than the light deflecting element and is emitted to the outside of the light guide plate by the reflection end face part, and the light reaching the incident part is reflected by the scattering reflection part. The light is returned to the light guide plate again after being scattered and reflected, and light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element during the repetition of the light at the reflection end surface portion and the scattering reflection portion. Regardless of the number, all the light from the light source device can be emitted without loss. For this reason, there is no spot of light in the vicinity of the opening and near the non-opening in the vicinity of the incident part, and further, for example, a light source such as an LED is not observed from the exit surface side of the light guide plate, and high-luminance outgoing light is emitted. Since the scattering reflection portion is provided in the case, the scattering reflection portion can be used as a standard for attaching a light source device, a light guide plate, and the like.
請求項5に係る平面照明装置は、導光板が、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも薄いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも厚いテーパ形状、表面部から裏面部までの厚さが入射部と反射端面部とで等しいフラット形状の何れか1つであるので、何れの導光板でも導光板の中心部分(特に厚さ方向に対する中心部分)を進む光源装置からの光を反射端面部で反射して入射部方向に光を戻すことができる。
In the flat illumination device according to
特に導光板を表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも薄いテーパ形状の場合には、光が反射端面部方向に進む時にテーパリークに依る出射光や光偏向素子に到達する確率が多くなる。 In particular, when the light guide plate has a tapered shape in which the thickness from the front surface portion to the back surface portion is thinner at the incident portion than at the reflection end surface portion, emitted light or light deflecting element due to taper leak when the light travels in the direction of the reflection end surface portion The probability of reaching
また、表面部から裏面部までの厚さが入射部の方が反射端面部よりも厚いテーパ形状の場合には、反射端面部で入射部方向に反射した光が入射部方向に進む時にテーパリークに依る出射光や光偏向素子に到達する確率が多くなる。これにより、これら導光板の入射部から反射端面部の間を行き来する光が、その間に表面部や裏面部に設けた光偏向素子によって外部に高輝度の光を出射することができる。 In addition, when the thickness from the front surface portion to the back surface portion is a tapered shape where the incident portion is thicker than the reflective end surface portion, the light reflected in the incident portion direction at the reflective end surface portion may cause a taper leak. Therefore, the probability of reaching the outgoing light and the light deflection element increases. Thereby, the light which goes back and forth between the incident part of these light-guide plates between reflection end surface parts can radiate | emit high-intensity light outside by the light deflection element provided in the surface part and the back surface part in the meantime.
請求項6に係る平面照明装置は、導光板が、入射部を表面部から裏面部方向に対して傾斜し、光源装置の開口部表面位置に対し非平行になるので、光源からの出射光を入射部で表面部方向に屈折または裏面部方向に屈折することができる。
In the flat illumination device according to
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は、光を出射する開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を開口部に隣接するとともに開口部表面位置と同等位置に設けた光源装置と、この光源装置と導光板とを用いた平面照明装置と、光源装置に設けられた散乱反射部を個別に組み込んだ平面照明装置と、ケース自体に散乱反射部を設けた平面照明装置に関するものである。そして、これらの構成により、入射部から導光板内に導いた光源からの出射光を導光板の表面部や裏面部に施した光偏向素子により導光板の外部に出射した以外の光を入射部の反対側に位置する反射端面部で入射部方向に反射し、入射部方向に達した光を散乱反射部で散乱反射して再度導光板内に光を戻して、反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に光偏向素子によって表面部および/または裏面部から光を出射している。これにより、開口部の数に係わらず光源装置からの光をロスなく全て出射することができる光源装置および平面照明装置を提供するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The present invention also relates to a light source device in which the number of scattering reflection portions increased by one with respect to the number of openings from which light is emitted is adjacent to the opening and provided at the same position as the surface of the opening, and the light source device. The present invention relates to a flat illumination device using a light guide plate, a flat illumination device in which a scattering reflection portion provided in a light source device is individually incorporated, and a flat illumination device in which a scattering reflection portion is provided in a case itself. And by these structures, the incident part emits light other than the light emitted from the light source guided from the incident part into the light guide plate to the outside of the light guide plate by the light deflection element applied to the front surface part and the back surface part of the light guide plate. Is reflected in the direction of the incident part at the reflection end face located on the opposite side of the light, and the light reaching the incident part direction is scattered and reflected by the scattering reflection part and returned to the light guide plate again, and the reflection end face part and the scattering reflection part During the repetition of the light, light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element. This provides a light source device and a flat illumination device that can emit all light from the light source device without loss regardless of the number of openings.
図1は本発明に係る光源装置の概略断面図、図2は本発明に係る光源装置の概略正面図、図3は本発明に係る平面照明装置の概略構成を示す分解斜視図、図4は本発明に係る平面照明装置に採用される単体構成の散乱反射部を有する散乱反射部材の概略斜視図、図5は図4の散乱反射部材を用いた平面照明装置の概略平面図、図6は本発明に係る平面照明装置に採用される連結構成の散乱反射部を有する散乱反射部材の概略斜視図、図7は図6の散乱反射部材を用いた平面照明装置の概略平面図、図8は散乱反射部を有するケースの概略斜視図、図9は図8のケースを用いた平面照明装置の概略平面図、図10(a),(b)は本発明に係る光源装置による光の軌跡図、図11(a),(b),(c)は本発明に係る平面照明装置に採用される導光板の略断面図、図12(a),(b)は本発明に係る平面照明装置に採用される導光板の入射部の略断面図と光の軌跡図、図13は本発明に係る平面照明装置に採用される導光板の光の軌跡図である。 1 is a schematic cross-sectional view of a light source device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic front view of the light source device according to the present invention, FIG. 3 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a flat illumination device according to the present invention, and FIG. FIG. 5 is a schematic perspective view of a scattering / reflecting member having a scattering / reflecting part having a single structure employed in the flat lighting device according to the present invention, FIG. 5 is a schematic plan view of the flat lighting device using the scattering / reflecting member of FIG. FIG. 7 is a schematic perspective view of a scattering / reflecting member having a scattering / reflecting part having a connected configuration employed in the flat lighting device according to the present invention, FIG. 7 is a schematic plan view of the flat lighting device using the scattering / reflecting member of FIG. 9 is a schematic perspective view of a case having a scattering reflection portion, FIG. 9 is a schematic plan view of a flat illumination device using the case of FIG. 8, and FIGS. 10A and 10B are locus diagrams of light by the light source device according to the present invention. 11 (a), 11 (b) and 11 (c) are employed in the flat illumination device according to the present invention. 12A and 12B are a schematic cross-sectional view and a light locus diagram of an incident portion of a light guide plate employed in the flat illumination device according to the present invention, and FIG. 13 relates to the present invention. It is a locus diagram of the light of the light-guide plate employ | adopted as a plane illuminating device.
光源装置2は、図1に示すように、光の源である半導体発光素子4を光源装置2の開口部5内側の底部7に載置し、この開口部5の数に対して1つ増した数の散乱反射部6(図1の場合には、開口部5が4つに対して散乱反射部6は開口部5の数に1つ増した数である5つから成る。)を設けた構成である。
As shown in FIG. 1, the
また、光源装置2は、開口部5内側の底部7から散乱反射部6までの間が傾斜部8で接続されている。傾斜部8は、図2に示すように、開口部5の各4辺の壁面からなり、この4つの傾斜部8と底部7との各面で囲まれた空間に透明樹脂5b等を充填し、より強く半導体発光素子4を固定するとともに半導体発光素子4からの出射光を空気層に露出せずに光を減衰することなく開口部5から出射する。
In the
さらに、傾斜部8は、半導体発光素子4からの出射光(特に半導体発光素子4の4側面からの出射光も含めて)のうち半導体発光素子4からの直進光以外の光を傾斜部8で反射して開口部5から出射するようにする。
Further, the
また、傾斜部8の表面は、完全に鏡面でなくとも良く、微細な凹凸を有して広がりの有る反射光を得ることができるとともに充填する透明樹脂との結合(接合)を強度にすることができる。
In addition, the surface of the
さらに、図2でもわかるように、光源装置2は、開口部5(1)、開口部5(2)、開口部5(3)、開口部5(4)の各間隔の間に散乱反射部6(1)、散乱反射部6(2)、散乱反射部6(3)、散乱反射部6(4)、散乱反射部6(5)が設けられている。すなわち、図2の例では、開口部5の数(4個)に対して1つ増した数(5個)の散乱反射部6が設けられる。
Further, as can be seen from FIG. 2, the
また、光源装置2は、インジェクションないしトランスファーモルドタイプのものであり、パターンをインサート成形によって樹脂にパターン形状を形成した燐青銅材等からなるリードフレームを挿入してリードフレーム上に成型樹脂3によって形成されている。但し、半導体発光素子4を載置する領域および半導体発光素子4から光を出射する開口部5は何も無い空間である。
The
尚、光源装置2の本体をなす成型樹脂3は、例えば変成ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン46や芳香族系ポリエステル等からなる液晶ポリマなどの絶縁性の有る材料に、光の反射性を良くするとともに遮光性を得るためにチタン酸バリウム等の白色粉体を混入させたものを加熱射出成形する。また、加熱射出成形する時の金型に於いて、散乱反射部6に対応する部分は、微細な凸凹の加工が施してある。
Incidentally, the
さらに、ここでは図示しないが、リードフレーム上に載置する半導体発光素子4の出射面側に開口部5を設け、その反対方向側面やその側面側に半導体発光素子4に供給する電源端子等を露出して設ける。
Further, although not shown here, an
半導体発光素子4は、例えば4元素化合物やInGaAlP系、InGaAlN系、InGaN系等の化合物の半導体チップ等からなる高輝度発光素子で構成される。この半導体発光素子4は、白色光の場合、底部7に無色透明の接着材に黄色発光の波長変換材料である蛍光材を混入させた接着剤を設け、さらにその上部に青色発光の半導体発光素子4を設けて構成することができる。これにより、青色発光の半導体発光素子4自身からの青色の光を直接開口部5方向に出射させ、青色発光の半導体発光素子4から底部7方向に出射した光が波長変換材料に達して半導体発光素子4の青色光によって励起し、黄色発光の蛍光材による黄色の発光した光が底部7で反射して再度半導体発光素子4を通過して開口部5方向に出射する時に、黄色の発光色と青色の発光色との混合によって開口部5から白色の光を出射する。
The semiconductor light-emitting
尚、ここでは図示しないが、光源装置2は、電気的接続をするための電極端子を開口部5の反対側や光源装置2の後方側面に設けたり、リードフレーム端子から直接リード線を接続してリード線を設けても良い。
Although not shown here, the
次に、この光源装置2を用いた平面照明装置1を図3に示す。図3に示すように、平面照明装置1は、光源装置2と、導光板9およびケース16からなる構成である。
Next, a
導光板9は、光を導く入射部10と、入射部10の反対側に位置する反射端面部11と、これら入射部10と反射端面部11と側面部12とに略直角に接続する表面部13および裏面部14からなり、表面部13や裏面部14には光偏向素子15が設けられる。この導光板9の入射部10には、光源装置2が入射部10に近接して配置される。これにより、光源装置2の開口部5からの光が導光板9の入射部10に導かれる。
The
導光板9は、屈折率が1.4〜1.7程度の透明なアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等で形成され、表面部13と裏面部14との間の距離(導光板9の厚さ)が入射部10で最小(薄く)になり、入射部10から最大離距離(入射部10の反対側に位置する反射端面部11)において距離(厚さ)が最大(厚く)になるような形状を有する。故に、光源装置2は、導光板9の厚さが薄い入射部10の近傍に配置し、光源装置2の反対側(最大離距離)が導光板9の厚さが厚い配置となる。
The
導光板9の表面部13や裏面部14に光偏向素子15を設けて入射部10からの入射光が入射部10の反対側に位置する反射端面部11に進む間では、導光板9が楔形状であっても臨界角を破る光線は無く反射端面部11で全反射をして、再度入射部10方向に光線が進む時に光偏向素子15により屈折等を行い、臨界角を破り表面部13から出射することができる。
While the
また、図13に示すように、導光板9に入射した光は、屈折角γが0≦|γ|≦Sin-1(1/n)の式を満たす範囲で導光板9内に進み、例えば一般の導光板9に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率がn=1.49程度であるので、入射部10の表面部13方向から裏面部14方向への光および裏面部14方向から表面部13方向への光が最大入射角90°となる。そして、入射部10で屈折する屈折角γはγ=0〜±42°程度の範囲内になる。但し、表面部13近傍では裏面部14方向のみのγ=−42°のみ、裏面部14近傍では表面部13方向のみのγ=+42°のみとなる。
Further, as shown in FIG. 13, the light incident on the
さらに、屈折角γ=0〜±42°の範囲内で導光板9内に入射した光は、導光板9と空気層(屈折率n=1)との境界面において、Sinα=(1/n)の式により臨界角を表すことができる。例えば一般の導光板9に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はn=1.49程度であるので、臨界角αがα=42°程度になり、導光板9の表面部13や裏面部14に光線を偏向する凸や凹等が無かったり、臨界角αを越えなければ導光板9内の光は表面部13や裏面部14で全て全反射しながら反射端面部11方向へ進むことになる。
Further, the light incident on the
しかし、本図3および図13の導光板9は、導光板9の厚さ(導光板9の表面部13と裏面部14との間の距離)が入射部10から入射部10の反対側に位置する反射端面部11に向かう程(入射部10から最大離距離)に導光板9の厚さが厚く入射光Ln1が入射部10の反対側に位置する反射端面部11に進む間に導光板9が楔形状であっても臨界角を破る光線が無い。従って、表面部13や裏面部14で全反射を繰り返した光線Ln2は反射端面部11で全反射をして、再度入射部10方向に光線Ln3が進む時に光偏向素子15により屈折等を行って臨界角を破り、表面部13から光線Ln4を出射することができる。尚、ここでは光偏向素子15について、凸形状および凹形状について記したが、何れも凸形状や凹形状の傾斜面で屈折し外部に出射する。
However, in the
さらに、先に説明したように、光源装置2は、開口部5に隣接した散乱反射部6を設けた構造であるので、図10(a)に示すように、光源装置2の傾斜部8等により開口部5から広がりを持った光が導光板9の入射部10から進入し、この進入した光が同様に広がりを持った光Ld1,Ld2の幅で導光板9内を進み、導光板9の反射端面部11で反射し、再度入射部10方向に広がりを持った光で反射する。
Furthermore, as described above, since the
反射端面部11で入射部10方向に広がりを持って反射した光のうちの一部の光、例えば図10(b)に示す反射端面部11で反射した光Lre1は、導光板9の入射部10に達し、入射角度が小さいために入射部10では反射せずに透過して、光源装置2に達する。
The light Lre1 reflected by the reflection
この時、光源装置2の散乱反射部6に達した光は散乱反射部6によって散乱反射され、この反射光が再び導光板9内に光Lra1として反射端面部11方向に進む。但し、この光Lra1は、散乱反射した光の一部であり、実際には広がりを持って導光板9内を進む。
At this time, the light reaching the
また、広がりを持った光Ld1,Ld2の幅で導光板9内を進んだ光のうち導光板9の側面部12で反射した光Lrは、再度入射部10に達し、入射角度が小さいために入射部10では反射せずに透過して、光源装置2に達する。
In addition, the light Lr reflected by the
この時、光源装置2の散乱反射部6に達した光は散乱反射部6によって散乱反射され、この反射光が再び導光板9内に光Lra2として反射端面部11方向に進む。先と同様に、この光Lra2は、散乱反射した光の一部であり、実際には広がりを持って導光板9内を進む。
At this time, the light reaching the
このように、光源装置2から出射され、導光板9内に進入して光偏向素子15等に到達した光は外部に出射し、残りの光は導光板9内を全反射を繰り返しながら進み、導光板9の反射端面部11に達して、そこで反射し入射部10方向に戻されながら光偏向素子15等に到達した光は外部に出射し、残りの光は入射部10から光源装置2に出射して、光源装置2の散乱反射部6によって散乱反射され反射光を再び導光板9内に戻す。これらの繰り返しを行って光源装置2からの出射光を無駄なく導光板9の外部に出射することができる。
Thus, the light emitted from the
そのため、光源装置から光をロスなく全て出射することができる。これにより、高輝度の光を出射することができ、導光板9内と光源装置2の散乱反射部6の間を繰り返すことによって輝度斑の発生が無く、一般にLED光源を使用した場合に導光板の出射面側からLED等の光源自身を観測するが、これらの輝度差を無くすため光源装置2のLED等の光源自身を導光板9の出射面13(14)側から観測することが無い。
Therefore, all light can be emitted from the light source device without loss. As a result, it is possible to emit high-luminance light, and there is no occurrence of luminance spots by repeating between the
さらに、本発明の導光板9は、図示しないが表面部13や裏面部14に光偏向素子15を入射部10に近づくほど光偏向素子15の数量または面積が増加するように設けても良く、このようにすることによって最初に光源装置2からの入射部10から入射した光は導光板9の表面部13や裏面部14に達しても臨界角αに達する光が存在せず、表面部13や裏面部14で全反射を繰り返しながら入射部10の反対側の反射端面部11に進み、反射端面部11で全反射し、再度入射部10方向に進んだ光が導光板9の厚さが徐々に薄くなり、臨界角αを破る光線や臨界角αに近い光線等が多く存在し、反射端面部11から入射部10に戻る間に臨界角α付近の光線が光偏向素子15の傾斜面によって屈折等を引き起こし出射面(表面部13)から出射する。
Further, although not shown, the
上記説明には図13での導光板9を用いて説明したが、導光板9は図11(a)〜(c)に示す形状の異なるものを採用できる。図11(a)に示す導光板9は、入射部10と入射部10の反対側に位置する反射端面部11との厚さが同じで、表面部13と裏面部14との間の距離(導光板9の厚さ)が常に一定である。
In the above description, the
また、図11(b)に示す導光板9は、入射部10と入射部10の反対側に位置する反射端面部11との厚さが異なり、入射部10側が厚く、反射端面部11側の方が薄く、表面部13と裏面部14との間の距離(導光板9の厚さ)が入射部10で最大(厚く)になり、入射部10から最大離距離(入射部10の反対側に位置する反射端面部11)において距離(厚さ)が最小(薄く)になるような形状を有している。故に、光源装置2は、導光板9の厚さが厚い入射部10の近傍に配置し、光源装置2の反対側(最大離距離)が導光板9の厚さが薄い配置となる。
In addition, the
さらに、図11(c)に示す導光板9は、入射部10と入射部10の反対側に位置する反射端面部11との厚さが異なり、入射部10側が薄く、反射端面部11側の方が厚く、表面部13と裏面部14との間の距離(導光板9の厚さ)が入射部10で最小(薄く)になり、入射部10から最大離距離(入射部10の反対側に位置する反射端面部11)において距離(厚さ)が最大(厚く)になるような形状を有している。故に、光源装置2は、導光板9の厚さが薄い入射部10の近傍に配置し、光源装置2の反対側(最大離距離)が導光板9の厚さが厚い配置となる。
Furthermore, the
以上のように導光板9の形状が異なっても、テーパーリークや光偏向素子15による出射の確率(光源装置2からの出射光に対する時間的変化)が多少変わるが、最終的には導光板9内を行き来している間に全ての光を出射することが出来る。
Even if the shape of the
さらに、ここで導光板9の入射部10の略断面形状を図12に示すとともに光の軌跡図を示す。光源装置2からの出射光L0が導光板9の入射部10から導光板9内に導かれ、導光板9内に進み、反射端面部11で反射され入射部10に戻り、入射部10から光源装置2の散乱反射部6で散乱反射され、再び導光板9に戻る時等の過程において、光源装置2からの入射時の入射角と、戻り反射光の入射部10からの出射角と、散乱反射部6からの再度の入射時の入射角とに対しての変化を与えて出射面への偏向をコントロールするようにする。
Furthermore, here, a schematic cross-sectional shape of the
例えば図12(a)では入射部10が表面部13から裏面部14方向に対して表面部13の方が裏面部14より突出した傾斜入射部10aを有し、光源装置2の開口部5からの出射光L0が傾斜入射部10aで裏面部14方向に屈折する。この屈折光La1は、裏面部14が鏡面の場合、裏面部14で反射して光線La2として反射端面部11方向に向かう。
For example, in FIG. 12A, the
また、屈折光La1が裏面部14に存在する光偏向素子15によって屈折した場合には光線La3として導光板9の裏面部14から出射する。さらに、屈折光La1が裏面部14に存在する光偏向素子15によって反射した場合には光線La4として導光板9の表面部13方向に進み、表面部13への入射角が小さければ表面部13から出射する。
Further, when the refracted light La1 is refracted by the
同様に、例えば図12(b)では入射部10が表面部13から裏面部14方向に対して裏面部14の方が表面部13より突出した傾斜入射部10bを有し、光源装置2の開口部5からの出射光L0が傾斜入射部10bで表面部13方向に屈折する。この屈折光Lb1は、表面部13が鏡面の場合、表面部13で反射して光線Lb2として反射端面部11方向に向かう。
Similarly, for example, in FIG. 12B, the
また、屈折光Lb1が表面部13に存在する光偏向素子15によって屈折した場合には光線Lb3として導光板9の表面部13から出射する。さらに、屈折光Lb1が表面部13に存在する光偏向素子15によって反射した場合には光線Lb4として導光板9の裏面部14方向に進み、裏面部14への入射角が小さければ裏面部14から出射する。
Further, when the refracted light Lb1 is refracted by the
このように、導光板9の入射部10が光源装置2の開口部5表面位置に対し非平行になるので、光源装置2の開口部5からの出射光を入射部10で表面部13方向に屈折または裏面部14方向に屈折することができる。このため、光源装置2からの出射光全体を裏面部14方向や表面部13方向に偏向することができる。
Thus, since the
また、反射端面部11から入射部10に戻る間に出射面(表面部13)から出射され入射部10に近づくほど(戻るほど)光量の減衰等に対応させて一層多数の光線を出射面(表面部13)から出射するために入射部10に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射部10に近づくほど光偏向素子15の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。
Further, while returning from the reflection
ところで、散乱反射部6は上述した光源装置2に以外に設けることもできる。図4乃至図7は散乱反射部6を有する散乱反射部材6(b)の構成例を示している。図4は単体構成の散乱反射部6を有する散乱反射部材6(6b)の概略斜視図、図5は図4の散乱反射部材を用いた平面照明装置の概略平面図、図6は多連で一体化された連結構成の散乱反射部6を有する散乱反射部材6(6b)の概略斜視図、図7は図6の散乱反射部材を用いた平面照明装置の概略平面図である。
By the way, the
図4及び図6に示す散乱反射部材6(6b)は、アクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等の熱可塑性樹脂を成形し、酸化チタンのような白色材料を混入させて反射効率を上げている。また、散乱反射部材6(6b)は、金属蒸着等を施して反射性を得るとともに散乱反射させるために微細な凸凹の加工が施された散乱反射部6を有している。この散乱反射部材6(6b)は、平面照明装置を構成する際、光源装置2の開口部5の表面位置と同等位置に散乱反射部6が一致するとともに導光板9の入射部10に近接するように配置される。
The scattering reflection member 6 (6b) shown in FIGS. 4 and 6 is formed of a thermoplastic resin such as acrylic resin (PMMA) or polycarbonate (PC) and mixed with a white material such as titanium oxide to increase the reflection efficiency. ing. Moreover, the scattering reflection member 6 (6b) has the
図4の散乱反射部材6(6b)は、一端面に散乱反射部6を有する枠状に形成され、散乱反射部6部分のみに微細な凸凹の加工を施し、反射性の有る白色や金属蒸着等を施して有る。散乱反射部6の反対側に対向する位置には、例えば図5に示すようなケース16の内側端部(平面照明装置や液晶表示装置等に必要な寸法)に応じて端部6beを設け、これら散乱反射部6と端部6beとの間の両側が側面6bsで接続してある。
The scattering reflection member 6 (6b) in FIG. 4 is formed in a frame shape having the scattering
この散乱反射部材6(6b)を使用する時は、例えば図5に示すように、ケース16内の上半部に導光板9が配置され、この導光板9の入射部10側に3つの光源装置5が所定間隔をおいて配置される場合に、各光源装置5の間及び最終両端部に散乱反射部6が位置して散乱反射部材6(6b)を配置する。なお、図5において、ケース16内の各散乱反射部材6(6b)の対向する側面6bs間、各散乱反射部材6(6b)の散乱反射部6と端部6beと両側面6bsで囲まれる部分のスペースには、例えば電子部品等を載置することができる。また、これら散乱反射部材6(6b)によって導光板9のストッパの役割を果たすことができる。さらに、単体光源装置2(1つの開口部5)では、光源装置5の光出射面側の両端に散乱反射部6が位置して散乱反射部材6(6b)を配置する。このように、図4に示す散乱反射部材6(6b)は、光源装置2の数に左右されずに自由に用いることができる。
When this scattering reflection member 6 (6b) is used, for example, as shown in FIG. 5, the
図6の散乱反射部材6(6b)は、片端面に散乱反射部6を複数有する櫛歯状に形成され、散乱反射部6部分のみに微細な凸凹の加工を施し、反射性の有る白色や金属蒸着等を施してある。散乱反射部6の反対側に対向する位置には、例えば図7に示すようなケース16の内側端部(平面照明装置や液晶表示装置等に必要な寸法)に応じて複数の散乱反射部6を接続した端部6beを設けるとともに各散乱反射部6と端部6be間を各側面6bsで接続して一体化に成形されている。
The scattering reflection member 6 (6b) in FIG. 6 is formed in a comb-like shape having a plurality of scattering
この散乱反射部材6(6b)を使用する時は、例えば図7に示すように、ケース16内の上半部に導光板9が配置され、この導光板9の入射部10側に2つの光源装置5が所定間隔をおいて配置される場合に、2つの光源装置5の両側に散乱反射部6が位置して散乱反射部材6(6b)を配置する。なお、図7において、ケース16内の各散乱反射部材6(6b)の対向する側面6bs間、各散乱反射部材6(6b)の散乱反射部6と端部6beと両側面6bsで囲まれる部分のスペースには、例えば電子部品等を載置することができる。また、これら散乱反射部材6(6b)によって導光板9のストッパの役割を果たすことができる。
When the scattering reflection member 6 (6b) is used, for example, as shown in FIG. 7, the
さらに、図8はケース16に散乱反射部6(6c)を設けた構成例、図9は図8のケース16を用いた平面照明装置の概略平面図を示している。図8に示す散乱反射部6(6c)は、ケース16の内側底部16bに光源装置2を載置するスペース(飛び飛びの状態)を確保し、光源装置2の開口部5の表面位置と同等位置に散乱反射部6(6c)が一致するとともに導光板9の入射部10に近接するようにケース16と一体化成形し、導光板9の入射部10に対向する位置に微細な凸凹の加工を施し、反射性の有る白色や金属蒸着等を施してある。
Further, FIG. 8 shows a configuration example in which the scattering reflection portion 6 (6c) is provided in the
この散乱反射部6(6c)を設けたケース16を使用する時は、例えば図9に示すように、散乱反射部6(6c)間に光源装置5が配置され、光源装置5の光出射面側のケース16内の上半部に導光板9が配置される。なお、図9において、ケース16の下半部のスペースには、例えば電子部品等を載置することができる。
When using the
また、ここでは図示しないが、これら散乱反射部6(6c)および光源装置2ならびに導光板9などをケース16に載置した方法であるが、電気回路や電子部品載置等を設ける絶縁基板上に、これら散乱反射部6(6c)および光源装置2ならびに導光板9を載置しても良い。
Although not shown here, the scattering reflection section 6 (6c), the
ケース16は、強度を有した熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入した樹脂や熱可塑性樹脂等のプラスチック樹脂やアルミダイキャスト等の金属などから成形され、導光板9や光源装置2(場合によっては散乱反射部6)等を収納し、場合によっては上部に図示しない拡散体を載置する。
The
尚、ここでは図示しないが、拡散体は、透明なアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等からなり、表面や裏面に微細な凹凸を施している。これにより、導光板9から出射された光がこの拡散体を通過するときに1つの光束をランダムな方向に拡散させ、強い輝度部や暗部等を目立たなくすることができる。
Although not shown here, the diffuser is made of transparent acrylic resin (PMMA), polycarbonate (PC) or the like, and has fine irregularities on the front and back surfaces. Thereby, when the light emitted from the
このように、本発明は光源装置の開口部から放射した光を導光板の入射部から一度導光板内に進入し、入射部の反対側に対向する導光板の反射端面部方向に進ませ、反射端面部で反射された光を入射部方向に戻す過程の中で表面や裏面などから外部に出射されない残存光を一度、導光板の入射部から出射し、光源装置に設けた散乱反射部や平面照明装置内に組み込んだ散乱反射部や平面照明装置のケース自体に設けた散乱反射部等によって、導光板からの出射光を再び導光板に散乱反射して戻すことにより、光源装置からの光を反射端面部と散乱反射部との光の繰り返しの間に導光板の表面部や裏面部に施した光偏向素子によって導光板の外部に出射されるまで光を繰り返し利用することによって光源装置からの光をロスなく全て出射することができるために高輝度で光源装置の光源(LED等)を出射面から観測される事がない光源装置および平面照明装置である。 Thus, the present invention enters the light emitted from the opening of the light source device into the light guide plate once from the incident portion of the light guide plate, and proceeds in the direction of the reflection end face of the light guide plate facing the opposite side of the incident portion, In the process of returning the light reflected by the reflection end face in the direction of the incident portion, the residual light that is not emitted to the outside from the front surface or the back surface is once emitted from the incident portion of the light guide plate, and the scattering reflection portion provided in the light source device The light emitted from the light source device is scattered and reflected back to the light guide plate by the scattering / reflecting portion incorporated in the flat lighting device or the scattering reflection portion provided in the case itself of the flat lighting device. From the light source device by repeatedly using the light until it is emitted to the outside of the light guide plate by the light deflecting element applied to the front surface portion and the back surface portion of the light guide plate during the repetition of the light between the reflection end face portion and the scattering reflection portion. All light without loss A light source device and a planar illumination device is never observed from the exit surface of the light source (LED or the like) of the light source device with high luminance in order to be.
1 平面照明装置
2 光源装置
3 成型樹脂
4 半導体発光素子
5(5(1)〜5(4)) 開口部
5b 透明樹脂
6(6(1)〜6(5)),6(6c) 散乱反射部
6(6b) 散乱反射部材
6be 端部
6bs 側面
7 底部
8 傾斜部
9 導光板
10 入射部
10a,10b 傾斜入射部
11 反射端面部
12 側面部
13 表面部
14 裏面部
15 光偏向素子
16 ケース
16b 内側底部
γ 屈折角
n 屈折率
α 臨界角
Ln1,L0 入射光
Ln2,Ln3,Ln4 光線
Ld1,Ld2,Lre1,Lra1,Lr,Lra2 光
La1.La2,La3,La4,Lb1,Lb2,Lb3,Lb4 屈折光
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記開口部の数に対して1つ増した数の散乱反射部を前記開口部に隣接するとともに前記開口部表面位置と同等位置に設けることを特徴とする光源装置。 In the light source device that emits the emitted light from the semiconductor light emitting element placed on the bottom from the opening facing the bottom,
A light source device characterized in that the number of scattering reflection portions increased by one with respect to the number of the opening portions is provided adjacent to the opening portion and at a position equivalent to the surface position of the opening portion.
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ前記入射部と前記反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するケースとを具備し、
前記光源装置を前記導光板の前記入射部に近接し前記開口部からの光を前記入射部から導き前記光偏向素子により前記導光板の外部に出射した以外の光を前記反射端面部で前記入射部方向に反射し、前記入射部に達した光を前記散乱反射部で散乱反射して再度前記導光板内に光を戻して、前記反射端面部と前記散乱反射部との光の繰り返しの間に前記光偏向素子によって前記表面部および/または前記裏面部から光を出射することを特徴とする平面照明装置。 Adjacent to the opening and the opening is a number of scattering reflectors, which is one more than the number of the opening from which the emitted light from the semiconductor light emitting element placed on the bottom is emitted from the opening facing the bottom. A light source device provided at a position equivalent to the surface position of the part;
An incident portion that guides light emitted from the light source device, a reflection end surface portion that is located on the opposite side of the incident portion, and a surface portion that is provided with a light deflection element and is connected to the incident portion and the reflection end surface portion at a substantially right angle. And a light guide plate comprising a back surface portion,
Including at least the light source device and a case for housing the light guide plate,
The light source device is brought close to the incident portion of the light guide plate, and the light from the opening is guided from the incident portion, and light other than the light deflecting element emitted to the outside of the light guide plate is incident on the reflection end surface portion. During the repetition of light between the reflection end face part and the scattering reflection part, the light that is reflected in the direction of the light and scattered and reflected by the scattering reflection part is returned to the light guide plate again. Further, a light is emitted from the front surface portion and / or the back surface portion by the light deflection element.
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ前記入射部と前記反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
前記導光板の前記入射部に近接するとともに前記光源装置に並設し前記反射端面部からの反射光を再び前記導光板に散乱反射する前記光源装置の数よりも1つ多い散乱反射部と、
少なくともこれら光源装置と導光板と散乱反射部を収納するケースとを具備し、
前記光源装置からの光を前記導光板の前記入射部から導き前記光偏向素子により前記導光板の外部に出射した以外の光を前記反射端面部で前記入射部方向に反射し、前記入射部に達した光を前記散乱反射部で散乱反射して再度前記導光板内に光を戻して、前記反射端面部と前記散乱反射部との光の繰り返しの間に前記光偏向素子によって前記表面部および/または前記裏面部から光を出射することを特徴とする平面照明装置。 At least one light source device;
An incident portion that guides light emitted from the light source device, a reflection end surface portion that is located on the opposite side of the incident portion, and a surface portion that is provided with a light deflection element and is connected to the incident portion and the reflection end surface portion at a substantially right angle. And a light guide plate comprising a back surface portion,
A scattering reflector that is close to the incident portion of the light guide plate and is arranged in parallel with the light source device, and is one more than the number of the light source devices that scatter-reflect the reflected light from the reflection end surface portion to the light guide plate;
Including at least a light source device, a light guide plate, and a case for housing the scattering reflection portion,
The light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light deflecting element, and the light other than the light deflected from the light guide plate is reflected toward the incident part by the reflection end surface part. The light that has reached is scattered and reflected by the scattering and reflecting portion and returned again into the light guide plate, and the light deflection element causes the surface portion and the surface portion and the light to be returned between the reflecting end face portion and the scattering and reflecting portion. A flat illumination device that emits light from the back surface portion.
該光源装置からの出射光を導く入射部と、該入射部の反対側に位置する反射端面部と、光偏向素子が設けられ前記入射部と前記反射端面部とに略直角に接続する表面部および裏面部とからなる導光板と、
少なくともこれら光源装置と導光板を収納するとともに前記導光板の前記入射部に近接し前記光源装置に隣接した位置に前記反射端面部からの反射光を再び前記導光板に散乱反射する散乱反射部を前記光源装置の数よりも1つ多く設けたケースとを具備し、
前記光源装置からの光を前記導光板の前記入射部から導き前記光偏向素子により前記導光板の外部に出射した以外の光を前記反射端面部で前記入射部方向に反射し、前記入射部に達した光を前記散乱反射部で散乱反射して再度前記導光板内に光を戻して、前記反射端面部と前記散乱反射部との光の繰り返しの間に前記光偏向素子によって前記表面部および/または前記裏面部から光を出射することを特徴とする平面照明装置。 At least one light source device;
An incident portion that guides light emitted from the light source device, a reflection end surface portion that is located on the opposite side of the incident portion, and a surface portion that is provided with a light deflection element and is connected to the incident portion and the reflection end surface portion at a substantially right angle. And a light guide plate comprising a back surface portion,
A scattering / reflecting portion that houses at least the light source device and the light guide plate, and scatters and reflects the reflected light from the reflection end surface portion to the light guide plate again at a position adjacent to the incident portion of the light guide plate and adjacent to the light source device. A case provided one more than the number of the light source devices,
The light from the light source device is guided from the incident part of the light guide plate to the light deflecting element, and the light other than the light deflected from the light guide plate is reflected toward the incident part by the reflection end surface part. The light that has reached is scattered and reflected by the scattering and reflecting portion and returned again into the light guide plate, and the light deflection element causes the surface portion and the surface portion and the light to be returned between the reflecting end face portion and the scattering and reflecting portion. A flat illumination device that emits light from the back surface portion.
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