JP2006286505A - 導光体とその製造方法及び光源装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 輝度分布が均一で薄型の線状、面状光源用の導光体とそれを用いた光源装置の提供。
【解決手段】 片端面に点状光源が接続されるライトパイプ12の側面に長手方向に沿って複数の導光路13が間隔をおいて分岐状態で設けられ、該複数の導光路は出射側で一体となったシート状部14が設けられ、かつ該シート状部に伝播光を該シート状部の表面から出射させる反射手段又は光散乱手段が設けられていることを特徴とする導光体。この導光体と、該導光体のライトパイプの入射端に結合して設けられた点状光源とを有することを特徴とする光源装置。
【選択図】 図2
【解決手段】 片端面に点状光源が接続されるライトパイプ12の側面に長手方向に沿って複数の導光路13が間隔をおいて分岐状態で設けられ、該複数の導光路は出射側で一体となったシート状部14が設けられ、かつ該シート状部に伝播光を該シート状部の表面から出射させる反射手段又は光散乱手段が設けられていることを特徴とする導光体。この導光体と、該導光体のライトパイプの入射端に結合して設けられた点状光源とを有することを特徴とする光源装置。
【選択図】 図2
Description
本発明は、発光ダイオード(以下、LEDと記す。)等の点状光源からの光を入射して線状又は面状の出射端面から出射する導光体及びそれを用いた光源装置に関する。
近年、照明用光源としてその発光効率の高さ、寿命の長さの点から、各種機器の照明用光源としてLEDが頻繁に使用されつつある。しかしながら、LEDは点状光源であるので、均一な輝度分布を持つ線状光源や面状光源を得ようとすると、多数個のLEDを並べる必要があり、コストアップになってしまう。逆に少ない個数で均一な輝度分布を得ようとすると、反射板や拡散板、レンズ等の光学部材の設計が複雑で、装置自体も大型になってしまうという欠点があった。
また、液晶ディスプレイ用のバックライトに代表される導光板技術やライトパイプを利用して線状、面状光源を得る試みもなされている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
特開2001−67919号公報
特開2001−222906号公報
特開2003−132722号公報
しかしながら、LEDの発光領域は通常数百μmから数mm角の面積を持っており、これを導光板やライトパイプに直接入射しようとすると、どうしても入射面の厚みは発光領域以上必要となり、必然的に導光板の厚みやライトパイプの径もそれに近いものとなる。そのため面状光源においては重量増加の要因となり、線状光源においては線幅の細い光源を得ることが困難になるという欠点があった。
本発明は前記事情に鑑みてなされ、輝度分布が均一で薄型の線状、面状光源用の導光体とそれを用いた光源装置の提供を目的とする。
前記目的を達成するため、本発明は、片端面に点状光源が接続されるライトパイプの側面にその長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて設けられ、該複数の導光路は出射側で一体につながって出射端面が形成されていることを特徴とする導光体を提供する。
前記導光体において、前記出射端面は、直線状、曲線状又はリング状に形成されていることが好ましい。
また本発明は、片端面に点状光源が接続されるライトパイプの側面にその長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて設けられ、該複数の導光路の出射側が一体となったシート状部が設けられ、かつ該シート状部に伝播光を該シート状部の表面から出射させる反射手段又は光散乱手段が設けられていることを特徴とする導光体を提供する。
本発明の導光体において、前記導光路は、光路の一部がテーパ状となって出射側に向けて断面積が漸次増加する領域を有することが好ましい。
本発明の導光体において、前記ライトパイプから前記導光路に入射する部分の断面積をAとし、導光路の出射端面の面積又は前記シート状部の断面積をBとしたとき、B/Aで算出される断面積比が2〜100の範囲であることが好ましい。
本発明の導光体において、前記導光路の出射端面の幅又は前記シート状部の厚みが30μm〜3000μmの範囲であることが好ましい。
本発明の導光体において、前記ライトパイプが、点状光源が接続される入射端から遠ざかるに従って細くなる形状であることが好ましい。
本発明の導光体において、前記導光体の全面又は一部の面に、導光体を構成する透明材料よりも屈折率の低い材料が被覆されていることが好ましい。
本発明の導光体において、前記ライトパイプ側面に設けられた導光路の入射側の断面形状が、長辺をライトパイプ側面の厚みと同等以上とする略矩形であり、導光路は捻回しつつ長辺及び断面積を増加して出射側で一体となり、一体となった部分の断面形状が略矩形であり、矩形の短辺が前記ライトパイプ側面の最小厚みよりも小さいことが好ましい。
また本発明は、透明樹脂を原料として、射出成型によってライトパイプの側面に長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて一体に設けられた前述した本発明に係る導光体を製造することを特徴とする導光体の製造方法を提供する。
また本発明は、前述した本発明に係る導光体と、該導光体のライトパイプの入射端に結合して設けられた点状光源とを有することを特徴とする光源装置を提供する。
前記光源装置は、直線状又は曲線状の光源、平面状の光源、又はリング状の光源とすることが好ましい。
本発明の導光体は、ライトパイプから分岐した複数の導光路が出射側で一体につながって出射端面が形成され、又は複数の導光路が出射側で一体となって一枚のシート状部になるように構成したので、このライトパイプの入射端にLEDなどの点状光源を結合して光を入射すると、入射光がライトパイプの側面から均等に分割されて各導光路に導出され、各導光路内を伝播した光を一体につながった出射側で結合して出射端面又はシート状部の表面から出射するので、入射した光を均一に出射させることができ、少ない個数のLEDを光源として使用しても、輝度均一性の高い光源を提供することができる。
また、本発明によれば、ライトパイプに入射した光を出射端面又はシート状部の表面から均一に出射させることができるので、導光路の出射側の厚みを薄くすることができ、幅の狭い線状光源又は厚さの薄い面状光源が得られる。
また、本発明によれば、指向性の高い光源が得られる。
また、本発明によれば、透明樹脂からなる薄い導光路を用いることで、自由な形状の線状又は面状光源が得られる。
また、本発明によれば、ライトパイプに入射した光を出射端面又はシート状部の表面から均一に出射させることができるので、導光路の出射側の厚みを薄くすることができ、幅の狭い線状光源又は厚さの薄い面状光源が得られる。
また、本発明によれば、指向性の高い光源が得られる。
また、本発明によれば、透明樹脂からなる薄い導光路を用いることで、自由な形状の線状又は面状光源が得られる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明に係る導光体及び該導光体を用いた光源装置の第1実施形態を示す図である。本実施形態は、細長い出射端面4から光を出射する導光体1とそれを用いた線状光源装置6を例示している。
図1は、本発明に係る導光体及び該導光体を用いた光源装置の第1実施形態を示す図である。本実施形態は、細長い出射端面4から光を出射する導光体1とそれを用いた線状光源装置6を例示している。
本実施形態の導光体1は、透明樹脂からなり、ライトパイプ2と、該ライトパイプ2の側面にその長手方向に沿って間隔をおいて設けられた複数の導光路3とからなり、これら複数の導光路3は出射側で一体につながって出射端面4が形成されている。このライトパイプ2の片端面は、LED5からの光が入射される入射端2Aになっている。
本実施形態の線状光源装置6は、前記導光体1の入射端2Aに点状光源としてのLED5を結合した構成になっている。なお、この線状光源装置6は、LED5を点灯させるための図示していない電源装置やオン/オフを切り替えるスイッチ等を備え、さらに線状光源装置6の出射端4以外の部分を覆う外装体等を必要に応じて備えて構成することができる。
導光体1の材料となる透明樹脂としては、光学分野等において用いられている従来周知の各種透明樹脂材料の中から選択して使用することができ、特に限定されないが、例えばアクリル、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、シクロオレフィンポリマーなどの透明樹脂が好適に用いられる。
本実施形態において、導光路3の形状は、その入射部分と出射部分を含めて比較的自由に設計できるが、導光路3の出射側の断面積は入射側の断面積より大きく、かつ緩やかに(テーパ状に)変化することが望ましい。図1の例示では、ライトパイプ2の側面に設けられた複数の導光路3はそれぞれ、ライトパイプ2側面(入射側)から出射端面4に向かって漸次幅広となるテーパ状部3Aを有し、それぞれのテーパ状部3Aの出射端面4側が一体につながって直線状の出射端面4が形成されている。
本実施形態の導光体1は空気界面を全反射面とする構造になっている。空気界面を全反射面とする導光体は、光が全反射を繰り返しながら導光体内部を伝播することによって導光している。この導光体(導光路)の断面積が小さくなっていくと、伝播光が反射を繰り返すうちに界面への入射角度が徐々に小さくなっていく。入射角度が小さくなって全反射条件から外れる(全反射臨界角よりも小さくなる)と、光は系外に漏れ出して損失となる。伝播光の入射角度が小さくなるのは断面積が小さくなっていく場合だけでなく、界面に凹凸等の不整が存在したり、導光路に曲がりが生じたりする場合にも発生する。もともと伝播している光の界面への入射角度が小さいと、わずかな変化でも入射角度は容易に全反射条件から外れて、光は系外に漏れだして損失となる。これに対して、導光体(導光路)の断面積が大きくなっていくと、伝播光の界面での入射角度が徐々に大きくなって全反射臨界角よりも大きい反射角度で光が安定に伝播するため、多少の曲げ等が加わった場合にも入射角度は全反射臨界角を超えることが無く、損失は増加し難い。
本実施形態においては、ライトパイプ2から導出される導光路3の断面積が出射端面4側に向けて徐々に大きくなっていくことで、複数の導光路3の出射側を結合して一つの線状の出射端面4とする際に避けられない曲げや捻りが加わる場合でも、安定に導光することができる。
導光路3の断面形状が変化したり、途中に曲げや捻り等の加工が為されたりする場合には、その程度にもよるが、断面積比は2以上100以下であることが望ましい。なお、前記断面積比は、ライトパイプ2から導光路3に入射する部分の断面積をAとし、導光路3から出射する部分の断面積をBとしたとき、B/Aで算出される値である。この断面積比が2よりも小さいと、曲げや捻りが加わった場合に損失が発生しやすくなり、安定な導光の効果が得られない。逆に断面積比が大きすぎると、導光路3の出射端側における単位面積あたりの輝度が極端に低下してしまうので、断面積比は100以下が望ましい。
一方、前述した理由により、断面積比が大きいほど伝播する光の界面での入射角度が大きくなり、結果として出射端面4から出射する光の広がり角を小さくすることができるので、光源に指向性が求められる場合には断面積比が大きい方が望ましい。断面積比をより大きく取り、形状を最適化することにより、疑似平行光を得ることも可能である。
ライトパイプ2は、導光路3から導出されるにつれてその内部の光量が低下するため、同じ断面形状では入射端2Aから遠い位置にある導光路3ほど、そこから導出される光量も低下してしまう。従って、入射端2Aから遠ざかるにつれて断面積を小さく(細く)していく方が望ましい。この断面積減少率は、導光路3の分岐数や導光路3の入射側の断面積などに応じて、全ての導光路3に均一な光量で光が分割されるように設定される。
本実施形態において、出射端面4の幅は導光路3の厚さによって調整可能である。この導光路3の厚さは、使用する透明樹脂の材質にもよるが、30〜3000μmの範囲が望ましい。可撓性や生産性を考慮すると、50〜500μmの範囲がより望ましい。
本実施形態において、線状光源装置6の導光部分には、導光体1の材料よりも屈折率の低い材料をコーティングしても良い。特に、指向性の高い点状光源を使用したり、導光路3にテーパ状の加工を施したりして伝播光の界面への入射角度を大きくし、導光体1と空気の界面でなく、導光体1とコーティング物質の界面で全反射を行わせることにより、表面の汚れや傷の影響を受けにくくすることができる。コーティング物質には導光体1の材料よりも屈折率の低い、BaF2等の無機フッ素化合物、フッ素樹脂、シリコーン樹脂等が好適に使用される。
本実施形態の導光体1は、ライトパイプ2から分岐した複数の導光路3が出射側で一体につながって出射端面4になるように構成したので、このライトパイプ2の入射端2AにLED5などの点状光源を結合して光を入射すると、入射光がライトパイプ2の側面から均等に分割されて各導光路3に導出され、各導光路3内を伝播した光が一体につながった出射側で結合して出射端面4から出射するので、入射した光を出射端面4から均一に出射させることができ、少ない個数のLED5を光源として使用しても、輝度均一性の高い光源を提供することができる。
また、本実施形態によれば、導光路3の厚みを薄くしてもライトパイプ2に入射した光を出射端面4から均一に出射させることができるので、幅の狭い線状光源が得られる。
また、本実施形態によれば、指向性の高い光源が得られる。
また、本実施形態によれば、透明樹脂からなる薄い導光路3を用いることで、自由な形状の線状又は曲線状の光源が得られる。
また、本実施形態によれば、導光路3の厚みを薄くしてもライトパイプ2に入射した光を出射端面4から均一に出射させることができるので、幅の狭い線状光源が得られる。
また、本実施形態によれば、指向性の高い光源が得られる。
また、本実施形態によれば、透明樹脂からなる薄い導光路3を用いることで、自由な形状の線状又は曲線状の光源が得られる。
図2は、本発明に係る導光体及び該導光体を用いた光源装置の第2実施形態を示す図である。本実施形態の導光体11は、ライトパイプ12の入射端12Aから入射された光を薄いシート状部14表面の面発光部15から出射する面状光源装置17を例示している。
本実施形態の導光体11は、透明樹脂からなり、ライトパイプ12と、該ライトパイプ12の側面にその長手方向に沿って間隔をおいて設けられた複数の導光路13と、これらの導光路13の出射側が一体となりシート状に延出して形成されたシート状部14とからなり、このシート状部14には液晶ディスプレイ用バックライトの導光板等に用いられる散乱ドット印刷の光散乱処理が施され、シート状部14に入射した光をその表面から出射する面発光部15が形成されている。このライトパイプ12の片端面は、点状光源であるLED16からの光が入射される入射端12Aになっている。この導光体11は、前述した第1実施形態の導光体1と同様の透明樹脂によって作製することができる。
本実施形態の面状光源装置17は、前記導光体11の入射端12Aに点状光源としてのLED16を結合した構成になっている。なお、この面状光源装置17は、LED16を点灯させるための図示していない電源装置やオン/オフを切り替えるスイッチ等を備え、さらに面発光部15以外の部分を覆う外装体等を必要に応じて備えて構成されている。
このシート状部14の厚さは、使用する透明樹脂の材質にもよるが、30〜3000μmの範囲が望ましい。可撓性や生産性を考慮すると、50〜500μmの範囲がより望ましい。
また、前述した第1実施形態と同様に、本実施形態の面状光源装置17の導光部分には、導光体11の材料よりも屈折率の低い材料をコーティングしても良い。
また、前述した第1実施形態と同様に、本実施形態の面状光源装置17の導光部分には、導光体11の材料よりも屈折率の低い材料をコーティングしても良い。
本実施形態の特に好ましい構成としては、ライトパイプ12側面から導出される複数の導光路13の導出部断面形状が、長辺をライトパイプ12側面の厚みと同等以上とする略矩形であり、また導光路13は捻回しつつ長辺及び断面積を増加して出射側で他の導光路13と一体となり、一体となった断面形状が略矩形であり、矩形の短辺がライトパイプ12側面の厚みよりも小さいことを特徴とする構成が挙げられる。
本実施形態の導光体11は、ライトパイプ12から分岐した複数の導光路13が出射側で一体化されて一枚のシート状部14となり、このシート状部14に光散乱処理などを施して面発光部15を構成したので、このライトパイプ12の入射端12AにLED16などの点状光源を結合して光を入射すると、入射光がライトパイプ12の側面から均等に分割されて各導光路13に導出され、各導光路13内を伝播した光がシート状部14表面の面発光部15から出射するので、入射した光を面発光部15から均一に出射させることができ、少ない個数のLED16を光源として使用して輝度均一性の高い面状光源を提供することができる。
また、本実施形態によれば、導光路13やシート状部14の厚みを薄くしてもライトパイプ12に入射した光を面発光部15から均一に出射させることができるので、薄く軽量の面状光源が得られ、携帯電話の液晶バックライトのように薄型化の要求の強い用途へも適用可能となる。
また、本実施形態によれば、指向性の高い面状光源が得られる。
また、本実施形態によれば、透明樹脂からなる薄い導光路13及びシート状部14を用いることで、平面状、曲面状又は円筒状などの各種形状の光源が得られる。
また、本実施形態によれば、導光路13やシート状部14の厚みを薄くしてもライトパイプ12に入射した光を面発光部15から均一に出射させることができるので、薄く軽量の面状光源が得られ、携帯電話の液晶バックライトのように薄型化の要求の強い用途へも適用可能となる。
また、本実施形態によれば、指向性の高い面状光源が得られる。
また、本実施形態によれば、透明樹脂からなる薄い導光路13及びシート状部14を用いることで、平面状、曲面状又は円筒状などの各種形状の光源が得られる。
図3は、本発明に係る導光体及び該導光体を用いた光源装置の第3実施形態を示す図である。本実施形態は、細いリング状の出射端面24から光を照射する導光体21とそれを用いて構成されたリング状光源装置26を例示している。
本実施形態の導光体21は、透明樹脂からなり、リング状に曲げられたライトパイプ22と、該ライトパイプ22の側面にその長手方向に沿って間隔をおいて設けられた複数の導光路23とからなり、これらの導光路23の出射側は一体となってリング状の出射端面24が形成されている。このライトパイプ22の片端面は、点状光源であるLED25と結合された入射端22Aになっている。この導光体21は、前述した第1実施形態の導光体1と同様の透明樹脂によって作製されている。
本実施形態のリング状光源装置26は、前記導光体21の入射端22Aに点状光源としてのLED25を結合した構成になっている。なお、このリング状光源装置26は、LED25を点灯させるための図示していない電源装置やオン/オフを切り替えるスイッチ等を備え、さらに出射端面24以外の部分を覆う外装体等を必要に応じて備えて構成されている。
本実施形態の導光体21は、リング状のライトパイプ22から分岐した複数の導光路23を出射側でつなげ、細いリング状の出射端面24が形成されるように構成したので、このライトパイプ22の入射端22AにLED25などの点状光源を結合して光を入射すると、入射光がライトパイプ22の側面から均等に分割されて各導光路23に導出され、各導光路23内を伝播した光を一体につながった出射側で結合してリング状の出射端面24から出射するので、入射した光を出射端面24から均一に出射させることができ、少ない個数のLED25を光源として使用して輝度均一性の高い光源を提供することができる。
また、本実施形態によれば、導光路23の厚みを薄くしてもライトパイプ22に入射した光を出射端面24から均一に出射させることができるので、幅の狭いリング状光源が得られる。
また、本実施形態のリング状光源装置26は、出射端面24から指向性の強い光を放出できるので、例えば計器類のスイッチ等に適用することにより、視認性の高い表示を行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、導光路23の厚みを薄くしてもライトパイプ22に入射した光を出射端面24から均一に出射させることができるので、幅の狭いリング状光源が得られる。
また、本実施形態のリング状光源装置26は、出射端面24から指向性の強い光を放出できるので、例えば計器類のスイッチ等に適用することにより、視認性の高い表示を行うことが可能となる。
前述した各実施形態において用いられる導光体1,11,21は、透明樹脂を原料として、射出成型によってライトパイプ2,12,22の側面に長手方向に沿って複数の導光路3,13,23が間隔をおいて一体に設けられた導光体1,11,21を製造することを特徴とする本発明に係る製造方法によって製造することが望ましい。
これらの導光体1,11,21は、板(シート)状の材料に短冊状の切断加工を施し、その後、短冊部分に加熱による曲げ、捻り加工を施して製造することもできるが、大量生産する場合には、前述した射出成型により、全体を一括で成型する方がより望ましい。これらの導光体1,11,21は、ライトパイプ2,12,22、導光路3,13,23、シート状部14を同一材料で一括して製造することが可能なので、前述した射出成型法による製造方法は材料の無駄がなく経済的であるし、また金型を鏡面処理しておくことにより、成型後、表面や切断面を後加工によって鏡面処理する必要がなくなり、板材に切断、曲げ、捻り加工を施す製造方法に比べ、製造工程が大幅に簡略化できるので、非常に有効である。
また、図2に示す面状光源装置17用のシート状部14を有する導光体11は、シート状部14に、光を表面方向に反射または散乱させるために、シート状部14に溝加工、サンドブラスト等の機械加工処理を行う必要があるが、これも金型に機械加工を施しておき、射出成型時、シート状部14にパターンを転写することにより、一括で製造することが可能である。
[実施例1]
図1に示す構成の線状光源装置を製造した。
導光体は、アクリル樹脂を材料とし、射出成型により作製した。ライトパイプは、入射端が1mm×3.5mm、長さ80mmで、光源から遠ざかるにつれて徐々に細くなる構造とした。各導光路の入射側は1mm×0.5mm、出射側は0.5mm×10mmとした。導光路を8個設け、出射側で一体化したことにより、出射端面は0.5mm×80mmの線状となる。ライトパイプからの導光部の導出角度は30度、ライトパイプ側面から出射端面までの距離は20mmである。
図1に示す構成の線状光源装置を製造した。
導光体は、アクリル樹脂を材料とし、射出成型により作製した。ライトパイプは、入射端が1mm×3.5mm、長さ80mmで、光源から遠ざかるにつれて徐々に細くなる構造とした。各導光路の入射側は1mm×0.5mm、出射側は0.5mm×10mmとした。導光路を8個設け、出射側で一体化したことにより、出射端面は0.5mm×80mmの線状となる。ライトパイプからの導光部の導出角度は30度、ライトパイプ側面から出射端面までの距離は20mmである。
作製した導光体のライトパイプの入射端にLED(発光部サイズ0.6mm×3mm)を接続し、図1に示す線状光源装置を製造した。
LEDを点灯させて光をライトパイプに入射し、出射端面からの出射光強度、出射光の広がり角及び輝度均一性を測定した。
なお、輝度均一性は、出射端面から5mmの距離に、光源に垂直に対向して開口1mmの照度計を設置し、光源の長手方向にスキャンして測定を行った結果であり、[照度最小値]/[照度最大値]で算出したパーセンテージである。
LEDを点灯させて光をライトパイプに入射し、出射端面からの出射光強度、出射光の広がり角及び輝度均一性を測定した。
なお、輝度均一性は、出射端面から5mmの距離に、光源に垂直に対向して開口1mmの照度計を設置し、光源の長手方向にスキャンして測定を行った結果であり、[照度最小値]/[照度最大値]で算出したパーセンテージである。
これらの測定の結果、入射光強度が50mWであるのに対し、出射端面からの出射光強度はトータルで46mWであった。
また、出射光の広がり角は、出射端面と平行な方向に±22度、垂直な方向に±30度であった。
また、出射端面から5mmの距離において測定した、出射端面全長(長さ80mm)の輝度均一性は78%であった。
また、出射光の広がり角は、出射端面と平行な方向に±22度、垂直な方向に±30度であった。
また、出射端面から5mmの距離において測定した、出射端面全長(長さ80mm)の輝度均一性は78%であった。
[実施例2]
実施例1と同様に、アクリル樹脂を材料として使用し、射出成型により図2に示す面状光源装置用の導光体を製造した。
ライトパイプから斜めに出射する導光路は断面矩形状であり、徐々に捻れながら湾曲し、さらに細長い矩形状となって隣接する導光路と結合して一体となり、一体となった後のシート状部には、液晶用バックライトの導光板に用いられる散乱ドット印刷の光散乱処理を施して面発光部とした。各部のサイズは、ライトパイプへの入射端が3mm×0.5mm、面発光部のサイズが40mm×50mm×0.1mmとした。
実施例1と同様に、アクリル樹脂を材料として使用し、射出成型により図2に示す面状光源装置用の導光体を製造した。
ライトパイプから斜めに出射する導光路は断面矩形状であり、徐々に捻れながら湾曲し、さらに細長い矩形状となって隣接する導光路と結合して一体となり、一体となった後のシート状部には、液晶用バックライトの導光板に用いられる散乱ドット印刷の光散乱処理を施して面発光部とした。各部のサイズは、ライトパイプへの入射端が3mm×0.5mm、面発光部のサイズが40mm×50mm×0.1mmとした。
実施例1と同じく、ライトパイプの入射端にLEDを接続し、面発光部からの出射光強度、出射光の広がり角及び輝度均一性を測定した。
これらの測定の結果、入射光強度が50mWであるのに対し、面発光部からの出射光強度はトータルで42mWであった。
また、出射光の広がり角は、面発光部への光の入射方向と平行な方向に±48度、垂直な方向に±31度であった。
また、面発光部から5mmの距離において測定した面発光部の輝度均一性は72%であった。
これらの測定の結果、入射光強度が50mWであるのに対し、面発光部からの出射光強度はトータルで42mWであった。
また、出射光の広がり角は、面発光部への光の入射方向と平行な方向に±48度、垂直な方向に±31度であった。
また、面発光部から5mmの距離において測定した面発光部の輝度均一性は72%であった。
[実施例3]
実施例1と同様に、アクリル樹脂を材料として使用し、射出成型により図3に示すリング状光源装置用の導光体を製造した。各部のサイズは、実施例1と同じとした。
実施例1と同じく、ライトパイプの入射端にLEDを接続し、出射端面からの出射光強度、出射光の広がり角及び輝度均一性を測定した。
これらの測定の結果、入射光強度が50mWであるのに対し、出射端面からの出射光強度はトータルで47mWであった。
また、出射光の広がり角は、41度であった。
また、出射端面から5mmの距離において測定した出射端面の輝度均一性は88%であった。
実施例1と同様に、アクリル樹脂を材料として使用し、射出成型により図3に示すリング状光源装置用の導光体を製造した。各部のサイズは、実施例1と同じとした。
実施例1と同じく、ライトパイプの入射端にLEDを接続し、出射端面からの出射光強度、出射光の広がり角及び輝度均一性を測定した。
これらの測定の結果、入射光強度が50mWであるのに対し、出射端面からの出射光強度はトータルで47mWであった。
また、出射光の広がり角は、41度であった。
また、出射端面から5mmの距離において測定した出射端面の輝度均一性は88%であった。
1,11,21…導光体、2,12,22…ライトパイプ、2A,12A,22A…入射端、3,13,23…導光路、3A…テーパ状部、4,24…出射端面、5,16,25…LED(点状光源)、6…線状光源装置、14…シート状部、15…面発光部、17…面状光源装置、26…リング状光源装置。
Claims (14)
- 片端面に点状光源が接続されるライトパイプの側面にその長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて設けられ、該複数の導光路は出射側で一体につながって出射端面が形成されていることを特徴とする導光体。
- 前記出射端面が、直線状、曲線状又はリング状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の導光体。
- 片端面に点状光源が接続されるライトパイプの側面にその長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて設けられ、該複数の導光路の出射側が一体となったシート状部が設けられ、かつ該シート状部に伝播光を該シート状部の表面から出射させる反射手段又は光散乱手段が設けられていることを特徴とする導光体。
- 前記導光路は、光路の一部がテーパ状となって出射側に向けて断面積が漸次増加する領域を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の導光体。
- 前記ライトパイプから前記導光路に入射する部分の断面積をAとし、導光路の出射端面の面積又は前記シート状部の断面積をBとしたとき、B/Aで算出される断面積比が2〜100の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の導光体。
- 前記導光路の出射端面の幅又は前記シート状部の厚みが30μm〜3000μmの範囲であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の導光体。
- 前記ライトパイプが、点状光源が接続される入射端から遠ざかるに従って細くなる形状であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の導光体。
- 前記導光体の全面又は一部の面に、導光体を構成する透明材料よりも屈折率の低い材料が被覆されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の導光体。
- 前記ライトパイプ側面に設けられた導光路の入射側の断面形状が、長辺をライトパイプ側面の厚みと同等以上とする略矩形であり、導光路は捻回しつつ長辺及び断面積を増加して出射側で一体となり、一体となった部分の断面形状が略矩形であり、矩形の短辺が前記ライトパイプ側面の最小厚みよりも小さいことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の導光体。
- 透明樹脂を原料として、射出成型によってライトパイプの側面に長手方向に沿って複数の導光路が間隔をおいて一体に設けられた請求項1〜9のいずれかに記載の導光体を製造することを特徴とする導光体の製造方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の導光体と、該導光体のライトパイプの入射端に結合して設けられた点状光源とを有することを特徴とする光源装置。
- 直線状又は曲線状の光源である請求項11に記載の光源装置。
- 平面状の光源である請求項11に記載の光源装置。
- リング状の光源である請求項11に記載の光源装置。
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JP2005107359A JP2006286505A (ja) | 2005-04-04 | 2005-04-04 | 導光体とその製造方法及び光源装置 |
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ID=37408183
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JP2005107359A Withdrawn JP2006286505A (ja) | 2005-04-04 | 2005-04-04 | 導光体とその製造方法及び光源装置 |
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-
2005
- 2005-04-04 JP JP2005107359A patent/JP2006286505A/ja not_active Withdrawn
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