JP2008257900A

JP2008257900A - 面発光装置

Info

Publication number: JP2008257900A
Application number: JP2007095906A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Shimizu; 敬治清水
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2007-03-31
Filing date: 2007-03-31
Publication date: 2008-10-23
Also published as: WO2008129711A1; TW200848663A

Abstract

【課題】光源から出射される高い輝度分布を示す出射角度範囲の光を効果的に導光板内部で横方向に広げて進行させること。
【解決手段】導光板１と光源２を備えたサイドライト方式の面発光装置において、入光部端面１Ｂは、光源２から出射されて導光板１内部に進入する光を横方向（Ｘ軸方向）に向けて偏向する第１プリズム面Ｐ１と、第１プリズム面Ｐ１によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面Ｐ２とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、導光板を備えた面発光装置に関するものである。

面発光装置は、平面的に拡がる光出射面を有する発光装置であって、点状光源から出射される光を内部に取り込んで伝搬させながら一つの面から出射させる導光板を用いたものが普及しており、液晶表示装置のバックライトや各種の照明装置等に用いられている。

このような導光板を用いた面発光装置では、導光板の側面から光を取り込むサイドライト方式が多く採用されている。これは、図１に示すように、導光板１が縦方向（Ｙ軸方向）と横方向（Ｘ軸方向）に拡がる光出射面１Ａと横方向に沿った側面に形成される入光部端面１Ｂを有し、この入光部端面１Ｂに向けて縦方向（Ｙ軸方向）に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源２を備えている。光源２としては、ＬＥＤ等の点状光源が用いられる。

ところで、面発光装置では、光出射面の全体から均一な輝度が得られることが望まれる。これに対して、面発光装置の構成部品の中で比較的高価な部品である光源２の数を減らすことがコスト低減の観点から望まれており、点状光源の光出射角度幅を有効に利用して、導光板に進入した光を導光板の横方向（Ｘ軸方向）に広げることが求められている。

しかしながら、導光板内部で光を伝搬させる必要性から、導光板材料にはポリカーボネート等の高屈折率材料が用いられており、図１（ａ）に示すように、光源２から出射される光は、空気中（屈折率ｎ１）から導光板１（屈折率ｎ２：ｎ１＜ｎ２）内に進入する際に、スネルの法則に従って入光部端面１ＢでＹ軸方向に向けて屈折することになる。更には、ＬＥＤのような点状光源の場合、中心光軸をピーク輝度として光出射角度αが広がるに連れて輝度が低下する正規分布に近い輝度分布を示す。したがって、図１（ｂ）に示すように、高い輝度分布を示す出射角度θｍ以内の光は導光板１の横方向（Ｘ軸方向）に広がることはなく、導光板１の入光部端面１Ｂに近接して光源２を配置した場合には、入光部端面１Ｂに近い光出射面の隅部に暗輝度領域Ｄｓができてしまう問題がある。

これを解消するには、高い輝度分布を示す出射角度θｍで入光部端面１Ｂ全体をカバーできるように、光源２の位置を距離Ｌだけ入光部端面１Ｂから離間させればよいが、これによると、面発光装置の平面的な実装スペースが拡大されることになって、携帯電話などの小型電子機器への搭載を考えるとスペース効率の悪化が大きな問題になる。また、これによると、光源２からの出射光が空気層を長く通過することになるので、散乱等によって光の利用効率が低下し、光出射面から十分な輝度が得られなくなる問題も生じる。

このような問題を解決するために、従来から、導光板１の入光部端面１Ｂに散乱面やプリズム面を形成して、入光部端面１Ｂから導光板１に進入する光を導光板１の横方向に広げて進行させる技術が各種提案されている（例えば、下記特許文献１，２参照）。
特開２００５−１５８３８７号公報特開２００６−３０２７１０号公報

図２は、従来から提案されている一般的な入光部端面の形態を示したものである。同図（ａ）に示す例は、入光部端面１Ｂに微細な拡散部Ｄｉを形成したものであり、光源２からの出射光Ｌ１を入光部端面１Ｂで拡散させて、導光板１内の進入角度を横方向に広げようとするものである。この従来技術によると、同図（ｂ）に示すように、入光部端面１Ｂで散乱して導光板１に進入した光が、隣接する拡散部Ｄｉの干渉を受けて、所望の方向に進行できなくなる問題がある。

同図（ｃ）に示す例は、入光部端面１ＢにＹ軸方向に沿ったプリズム面を有するプリズム部Pｒ_１を微細に形成したものである。これによると、Ｙ軸方向に沿ったプリズム面の屈折作用によって導光板１に進入した光を大きくＸ軸方向に広げることが可能になる。しかしながら、プリズム部Ｐｒ_１にはＸ軸に沿った面も存在するので、そこで屈折された光はＹ軸方向に沿うように屈折されることになり、光の進入方向が極端に広がる方向とＹ軸方向に沿う方向に分割されて、光が集中する方向で不要に明るくなり、略４５°方向に暗輝度領域が生じるという問題がある。

また、同図（ｄ）に示す例は、入光部端面１Ｂに三角形状のプリズム部Ｐｒ_２を複数微細に形成したものであるが、これによると、輝度の低い光出射角の大きい光Ｌ１１がＸ軸方向に沿う方向に広がり、輝度の高い光出射角度の小さい光Ｌ１０がＹ軸方向に集中することになるので、導光板１の中心軸周辺で不要に輝度が高くなる問題が生じる。

一方、上記特許文献１には、矩形凹部とＶ溝からなる複合的なプリズム形状を採用することが開示されており、上記特許文献２には、光源から離れるにしたがってプリズム面の角度を微調整することが開示されている。しかしながら、前者の例では、基本的にＸ軸方向に平行な面が多く形成されることになって、Ｙ軸方向に沿う光が多くなる前述した問題を解消できない。また、後者の例では、点状光源の位置ズレや部品寸法の誤差等によって設計された性能が得られなくなるので、高精度の加工と高精度の実装技術を要することになって、装置のコスト高を招くという問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、導光板と光源を備えたサイドライト方式の面発光装置において、光出射面内で暗輝度領域や不要に輝度が高い部分が生じることなく、光出射面全体で均一な輝度の出射光が得られること、光源の個数を減らしても所望の出射光均一性が得られること、光源から出射される高い輝度分布を示す出射角度範囲の光を効果的に導光板内部で横方向に広げて進行させること、装置の光利用効率を高めると共に、コスト低減，実装時の省スペース化が可能なこと、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による面発光装置は、以下の各主要構成を少なくとも具備するものである。

一つには、縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、前記入光部端面は、前記光源から出射されて前記導光板内部に進入する光を前記横方向に向けて偏向する第１プリズム面と、前記第１プリズム面によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面とを有することを特徴とする。

また、一つには、縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、前記入光部端面は、前記縦方向に沿った第1プリズム面と該縦方向に対して所定の角度を有する第２プリズム面とを有する片刃台形状のプリズム部を複数備えることを特徴とする。

また、縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、前記入光部端面は、前記光源から出射されて前記導光板内部に進入する光を前記横方向に向けて偏向する第１プリズム面と、前記第１プリズム面によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面と、該第２プリズム面との間に空気層を形成し、前記第２プリズム面によって偏向された光を更に横方向に向けて偏向する第３プリズム面とを有することを特徴とする。

このような本発明の特徴によると、光源から出射されて導光板内部に進入する光は、第１プリズム面で導光板の横方向（Ｘ軸方向）に偏向され、更にその一部が、偏向された光の方向性を維持する範囲で第２プリズム面によって偏向される。これによると、第１プリズム面で偏向された光が第２プリズム面で干渉を受けることになるが、その干渉の影響によって、一旦横方向に偏向された光が大きく縦方向（Ｙ軸方向）に向くことがない。したがって、第１プリズム面と第２プリズム面からなるプリズム部を複数個入光部端面に形成することで、隣接するプリズム部の影響を受けることなく、導光板に進入した光を効果的に横方向に向けて広げることができる。

そして、この第１プリズム面と第２プリズム面は、縦方向に沿った面と縦方向に対して所定の角度を有する面からなる片刃台形状のプリズムによって形成することができる。これによると、第１プリズム面と第２プリズム面が交互に形成されて、導光板の横方向（Ｘ軸方向）に沿った面が一つも形成されない。これによって、光源から出射した光が導光板の縦方向に集中して導光板の中央軸部分で輝度が過剰になる不具合を避けることができる。

また、前述した第２プリズム面と第３プリズム面の間に空気層を形成して、第２プリズム面によって偏向された光を第３プリズム面によって更に横方向に向けて偏向するので、入光部端部に第１〜第３プリズム面によって形成されるプリズム部を複数個設けた場合にも、隣接するプリズム部に影響されることなく、導光板に進入した光を効果的に横方向に向けて広げることができる。

これらの作用によって、導光板と光源を備えたサイドライト方式の面発光装置において、光出射面内で暗輝度領域や不要に輝度が高い部分を排除することができ、光出射面全体で均一な輝度の出射光を得ることができる。また、点状光源を用いて導光板内に進入する光を効果的に広げることができるので、光源の個数を減らしても所望の出射光均一性を得ることができる。更に、光源から出射される高い輝度分布を示す出射角度範囲の光を効果的に導光板内部で横方向に広げて進行させることができる。よって、光源数の削減で装置コストを低減できると共に、光源を入光部端面に近接させることで、装置の光利用効率を高めることができ、また、実装時の省スペース化を実現することができる。

以下、本発明の実施形態を図３〜図９に基づいて説明する（なお、従来と同一の部分には同一の符号を付している）。図３は、本発明の一実施形態に係る面発光装置の要部を示す説明図であって、同図（ａ）が導光板の入光部端面付近を拡大した平面図である。同図（ｂ）がプリズム部の作用を示す説明図である。

この実施形態に係る面発光装置は、縦方向（Ｙ軸方向）と横方向（Ｘ軸方向）に拡がる光出射面１Ａと横方向（Ｘ軸方向）に沿った側面に形成される入光部端面１Ｂとを有する導光板１と、入光部端面１Ｂに向けて縦方向（Ｙ軸方向）に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源２とを備えており、入光部端面１Ｂは、光源２から出射されて導光板１内部に進入する光を横方向に向けて偏向する第１プリズム面Ｐ１と、第１プリズム面Ｐ１によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面Ｐ２とを有する。ここでは、光源２は軸Ｏ上の点状光源として説明する。

そして、入光部端面１Ｂは、縦方向（Ｙ軸方向）に沿った第1プリズム面と縦方向（Ｙ軸方向）に対して所定の角度を有する第２プリズム面Ｐ２とを有する片刃台形状のプリズムＰｒ_１０を複数備える。

また、第1プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２とは、光源２の中心を通る縦方向軸Ｏに対して左右対称に形成されている。より具体的には、第１プリズム面Ｐ１と横方向（Ｘ軸方向）とのなす角θ_１１＝−θ_１１’＝９０°であり、第２プリズム面Ｐ２と横方向（Ｘ軸方向）とのなす角θ_１２＝−θ_１２’＝４６．３°である（一般には、θ_１１＝−θ_１１’＞θ_１２＝−θ_１２’）。

この実施形態によると、光源２から出射した光は、第１プリズム面Ｐ１でＸ軸方向に屈折して大きく横方向に広がって導光板１内を進行する（空気層の屈折率ｎ１＜導光板の屈折率ｎ２であるから、スネルの法則によって、θａ＞θｂ（図３（ｂ）参照））。この際、一部の光（Ｌ３０）はそのまま横方向に広がるが、一部の光（Ｌ３１）が第２プリズム面Ｐ２の干渉を受けて偏向されることになる。しかしながら、第２プリズム面Ｐ２は、緩やかな傾斜を有する面であるから、大きくＹ軸方向に偏向されることはなく、導光板１内で、ある程度横方向に向けた方向性を維持した状態で光を進行させることができる。

また、この第１プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２とを片刃台形状のプリズム部で形成しており、第１プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２とが交互に連続するようにしているので、入光部端面１Ｂ内の光が入射される部分にはＸ軸に沿った面が実質的に形成されないことになる。これによって、光源２から所定の角度で出射された光がＹ軸方向に沿うように屈折して導光板１に進入することを避けることができ、光出射面１Ａの中心軸付近の出射輝度が過度に高くなる事態を避けることができる。

また、第1プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２とは、光源２の中心を通る縦方向軸Ｏに対して左右対称であるから、導光板１の光出射面１Ａから出射される光を左右対称の輝度分布にすることができ、光出射面１Ａ全体の均一性を確保することができる。

図４は、前述した図３に示した実施形態の変形例であって、第１プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２との交差部を曲面にすると共に、第２プリズム面Ｐ２を光源２側に向けて凸状の曲面にしたものである。すなわち、図示のＲ１，Ｒ２は第１プリズム面Ｐ１と第２プリズム面Ｐ２の交差部の曲面であり、Ｒ３が第２プリズム面Ｐ２における曲面である。

このようにプリズム部Ｐｒ_１０に形状変形を施すことで、導光板１内を進行する光の進行軸が分離して輝線が生じる現象を回避することができ、より均一な輝度分布の光出射面１Ａを得ることができる。

また、前述した曲面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を形成することで、導光板１を射出成形により作成する場合、曲面Ｒ１，Ｒ３において金型加工の内Ｒを図３の実施形態より大きくとれ、加工が容易になる。第２プリズム面Ｐ２を光源２に向けて凸状の曲面に形成しているので、Ｙ軸プラス方向の隣接プリズム面による干渉が起こり易い領域では、角度が９０°に近くなることで、干渉による広がり角の低減を緩和することができる。

図５は、本発明の他の実施形態に係る面発光装置の要部を示す説明図である。また、図６はその実施形態の寸法例及び作用を説明する説明図（同図（ａ）が部分拡大図、同図（ｂ）がプリズム部の作用を示す説明図）である（前述の実施形態と共通する部分は同一符号を付している）。

この実施形態は、縦方向（Ｙ軸方向）と横方向（Ｘ軸方向）に拡がる光出射面１Ａと横方向（Ｘ軸方向）に沿った側面に形成される入光部端面１Ａとを有する導光板１と、入光部端面１Ｂに向けて縦方向（Ｙ軸方向）に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源２とを備え、入光部端面１Ｂは、光源２から出射されて導光板１内部に進入する光を横方向（Ｘ軸方向）に向けて偏向する第１プリズム面Ｐ１１と、第１プリズム面Ｐ１１によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面Ｐ１２と、第２プリズム面Ｐ１２との間に空気層Ａｒを形成し、第２プリズム面Ｐ１２によって偏向された光を更に横方向に向けて偏向する第３プリズム面Ｐ１３とを有することを特徴とする。

また、この実施形態では、第１プリズム面Ｐ１１は導光板１側に窪んだ複数の第１プリズム部Ｐｒ_２０のそれぞれに形成され、第２，第３プリズム面Ｐ１２，Ｐ１３は、導光板１側に第１プリズム部Ｐｒ_２０より大きく窪んだ複数の第２プリズム部Ｐｒ_２１における各空気層Ａｒを挟んだ両側に形成されている。

図６（ａ）は、この実施形態における第１プリズム部Ｐｒ_２０と第２プリズム部Ｐｒ_２１からなる１ユニットの具体寸法例を示すための説明図である。このユニットの形状は軸Ｏ１に対して左右対称である。第１プリズム面Ｐ１１のＸ軸に対する角度θ６１＝８５°、第２，第３プリズム面Ｐ１２，Ｐ１３のＸ軸に対する角度θ６２＝θ６３＝９０°、更に、θ６４＝６０°、θ６５＝３８°としている。また、各プリズム面のつなぎ目を曲面で形成している。更に、各プリズム部Ｐｒ_２０，Ｐｒ_２１の窪み深さをＨ６１＜Ｈ６２としている。

このような実施形態によると、図６（ｂ）に示すように、光源２から出射された一つの光線Ｌ６０は、第１プリズム面Ｐ１１において屈折して第２プリズム面Ｐ１２に入射する。θ６２＝θ６３＝９０°であるから、第２プリズム面Ｐ１２において屈折しても、その後第３プリズム面Ｐ１３で屈折して、第１プリズム面Ｐ１１によって偏向された角度は保持され、最初の広がり角で光線Ｌ６０は導光板１内を進行することになる。この際、第２プリズム部Ｐｒ_２１における２度の屈折によって光線Ｌ６０はＹ軸プラス方向に平行移動することになるので、その後の進行で影響しそうな他のプリズム面との干渉を避けることができる。すなわち、光線Ｌ６０の広がり角は第１プリズム面Ｐ１１の角度θ６１で制御することができる。

一方、光源からの出射角度が小さい光線Ｌ６１が第１プリズム面Ｐ１１に入射すると、そこで屈折して第２プリズム面Ｐ１２に入射する。しかしながら、このような角度の光線Ｌ６１は、第２プリズム面Ｐ１２で全反射する（例えば、空気層屈折率ｎ１＝１，導光板（ポリカーボネート）屈折率ｎ２＝１．５８）。ここで、θ６３＝９０°であるから、反射した光線Ｌ６１はＹ軸方向に対称になり、この場合も方向が逆転するだけで、光線Ｌ６１の広がり角は複数プリズム面の干渉によって損なわれない。この光線Ｌ６１も第１プリズム面Ｐ１１の角度によって制御することができる。

その他の出射角度で光源２から出射された光線Ｌ６２，Ｌ６３，Ｌ６４は、他のプリズム面（形状部）と干渉しないで所望のねらい角で広がっているのが分かる。これは、第１プリズム部Ｐｒ_２０の窪み量Ｈ６１を第１プリズム部Ｐｒ_２１の窪み量Ｈ６２より小さくしているからであり、このようなプリズム部の形状特性によって、干渉によって光線の広がりが阻害されるのをより回避することができる。また、各プリズム面のつなぎ目を曲面形状にすることで、連続的に光線の広がりの変化させることができ、これによっても、光出射面１Ａにおける輝度の均一性を得ることができる。

この実施形態では、第１プリズム面Ｐ１１と第２プリズム面Ｐ１２とのなす角θが、−３０°≦θ≦３０°であることが好ましい。理想としては、第１プリズム面Ｐ１１と第２プリズム面Ｐ１２とのなす角及び第２プリズム面Ｐ１２と第３プリズム面ｐ１３とのなす角は共に略０°とするのが好ましい。これによって、各プリズム面の干渉を受けても第１プリズム面Ｐ１１によって偏向された光の方向を変化させずに進行させることができ、干渉による広がり角の低減を排除することができる。

図７は、前述した図５に示した実施形態の変形例であって、図８は、その実施形態におけるプリズム部の寸法例を示した説明図である。この実施形態は、光学的な理想形状を図５に示した実施形態として、加工の容易性と優先して、性能低下（この場合は、広がり角と漏れ光（導光板に入らない光）の防止）を抑えた形状を示している。

すなわち、この実施形態では、縦方向（Ｙ軸方向）と横方向（Ｘ軸方向）に拡がる光出射面１Ａと横方向（Ｘ軸方向）に沿った側面に形成される入光部端面１Ａとを有する導光板１と、入光部端面１Ｂに向けて縦方向（Ｙ軸方向）に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源２とを備え、入光部端面１Ｂは、光源２から出射されて導光板１内部に進入する光を横方向（Ｘ軸方向）に向けて偏向する第１プリズム面Ｐ２１と、第１プリズム面Ｐ２１によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面Ｐ２２と、第２プリズム面Ｐ２２との間に空気層Ａｒを形成し、第２プリズム面Ｐ２２によって偏向された光を更に横方向に向けて偏向する第３プリズム面Ｐ２３とを有するもので、第１プリズム面Ｐ２１と第２プリズム面Ｐ２２とを第１プリズム部Ｐｒ_３０に形成し、第２プリズム面２２と第３プリズム面２３とを第２プリズム部Ｐｒ_３１に形成して、第２プリズム部Ｐｒ_３１の頂部を凹凸反転形状にしたものである。

具体的な変形例を説明すると、導光板を射出成形により作成する場合に加工性を良好にするため、金型加工の内Ｒとなる部分である第１プリズム部Ｐｒ_３０の凸状部を一つのＲ（曲率半径）によって形成し、これをＲ＝０．０３ｍｍとしている。また、同様に加工性を良好にするために、第１プリズム面Ｐ２１とＸ軸のなす角を約８２．５°とし、第１プリズム面Ｐ２２とＸ軸のなす角を１００°として、第１プリズム面Ｐ２１と第２プリズム面Ｐ２２のなす角を約１７．５°としている。

このような加工性の改善を前提として、光学的な性能を維持した具体的な寸法例を図８に示している。前述した加工性改善の条件をそのまま図５の実施形態に適用すると、ユニットの幅及び窪み量が約３倍に拡大する。そうすることによって、光漏れの問題や、部品嵌合ズレによる面発光装置の厚さ方向（Ｚ軸方向）輝度の品位のばらつき等が顕著になる。そこで、ユニット幅と窪み量を大きくせず、光学的な効果を極力落とさないようにしたのが図８の寸法例である。第２プリズム面Ｐ２２と第３プリズム面Ｐ２３の角度を大きくすることで、光線の方向性を維持する理想条件から外れることになるが、これを補うために第２プリズム部Ｐｒ_３１の幅を広げる。この幅の拡大によって当然大きくなる窪みの量を頂部の凹凸形状を反転させることで低く抑えている。また、第１プリズム部Ｐｒ_３０において第１プリズム面Ｐ２１が第２プリズム面２２と反対側に連続する曲面部分を削ることによってユニット幅を小さくしている。これらにより、ユニット幅Ｗと窪み量Ｈは、前途の理想条件の場合と比較して２割削減することも可能となる。

図９は、本発明の実施形態に係る面発光装置の全体構成を示した説明図である（同図（ａ）は斜視図（光源複数）で、同図（ｂ）は平面図（光源単数））。導光板１のＸ軸方向に沿った側面に入光部端面１Ｂを形成して、その入光部端面１Ｂから導光板１に光を入射するように複数の光源２を配置している。これによってＸＹ平面に拡がる光出射面１ＡからＺ軸方向に光が出射される。光源としてはＬＥＤ等の点状光源を用い、導光板材料としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の屈折率が高い透明樹脂材料（屈折率が約１．４９〜１．５８）を用いることができる。

同図（ｂ）に示すように、本発明の実施形態では、単一のＬＥＤ光源２で、Ｘ軸の発光範囲ａ＝３０ｍｍ、Ｙ軸方向の発光範囲ｂ＝４０ｍｍ、入光部端面１Ａから光源２までの距離Ｌ＝４ｍｍとして、約１４０°の拡がり角を実現することができ、出射光輝度の均一性が高い光出射面１Ａを実現することができる。

以上説明したように、本発明の実施形態によると、導光板１と光源２を備えたサイドライト方式の面発光装置において、光出射面１Ａ内で暗輝度領域や不要に輝度が高い部分が生じることなく、光出射面１Ａ全体で均一な輝度の出射光を得ることができる。また、光源１の個数を減らしても所望の出射光均一性が得られることで、装置のコストを低減させることができる。更には、光源１から出射される高い輝度分布を示す出射角度範囲の光を効果的に導光板１内部で横方向に広げて進行させることができ、光源２と入光部端面１Ｂを近接させることで実装時の省スペース化が可能になる。

また、前述した実施形態では、光源２の位置やプリズム面等の部品寸法が多少ずれたとしても、性能に殆ど影響は無く、高精度の加工や実装技術は不要であるから、その面でも装置の高コスト化を抑えることができる。

従来技術の説明図。従来技術の説明図。本発明の実施形態に係る面発光装置の説明図（同図（ａ）：要部平面図、同図（ｂ）：作用説明図）。本発明の実施形態に係る面発光装置の説明図（要部平面図）。本発明の実施形態に係る面発光装置の説明図（要部平面図）。本発明の実施形態の寸法例及び作用を説明する説明図（同図（ａ）：部分拡大図、同図（ｂ）：プリズム部の作用を示す説明図）。本発明の実施形態に係る面発光装置の説明図（要部平面図）。本発明の実施形態におけるプリズム部の寸法例を示した説明図。本発明の実施形態に係る面発光装置の全体構成を示した説明図である（同図（ａ）：斜視図（光源複数）、同図（ｂ）：平面図（光源単数））。

符号の説明

１導光板
１Ａ光出射面
１Ｂ入光部端面
２光源
Ｐ１，Ｐ１１，Ｐ２１第１プリズム面
Ｐ２，Ｐ１２，Ｐ２２第２プリズム面
Ｐ１３，Ｐ２３第３プリズム面
Ｐｒ_２０，Ｐｒ_３０第１プリズム部
Ｐｒ_２１，Ｐｒ_３１第２プリズム部

Claims

縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、
前記入光部端面は、前記光源から出射されて前記導光板内部に進入する光を前記横方向に向けて偏向する第１プリズム面と、前記第１プリズム面によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面とを有することを特徴とする面発光装置。
縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、
前記入光部端面は、前記縦方向に沿った第1プリズム面と該縦方向に対して所定の角度を有する第２プリズム面とを有する片刃台形状のプリズム部を複数備えることを特徴とする面発光装置。
前記第１プリズム面は、前記光源から出射されて前記導光板内部に進入する光を前記横方向に向けて偏向し、前記第２プリズム面は、前記第１プリズム面によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向することを特徴とする請求項２に記載の面発光装置。
前記第1プリズム面と前記第２プリズム面は、前記光源の中心を通る縦方向軸に対して左右対称に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の面発光装置。
前記第１プリズム面と前記第２プリズム面との交差部を曲面にすると共に、前記第２プリズム面を前記光源側に向けて凸状の曲面にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の面発光装置。
縦方向と横方向に拡がる光出射面と前記横方向に沿った側面に形成される入光部端面とを有する導光板と、前記入光部端面に向けて前記縦方向に対して所定の角度幅で光を出射する少なくとも一つの光源とを備えた面発光装置であって、
前記入光部端面は、前記光源から出射されて前記導光板内部に進入する光を前記横方向に向けて偏向する第１プリズム面と、前記第１プリズム面によって偏向された光の一部を当該光の方向性を維持する範囲で偏向する第２プリズム面と、該第２プリズム面との間に空気層を形成し、前記第２プリズム面によって偏向された光を更に横方向に向けて偏向する第３プリズム面とを有することを特徴とする面発光装置。
前記第１プリズム面は前記導光板側に窪んだ複数の第１プリズム部のそれぞれに形成され、前記第２，第３プリズム面は、前記導光板側に前記第１プリズム部より大きく窪んだ複数の第２プリズム部における各空気層を挟んだ両側に形成されることを特徴とする請求項６に記載の面発光装置。
前記第１プリズム面と前記第２プリズム面とのなす角θが、−３０°≦θ≦３０°であることを特徴とする請求項６又は７に記載の面発光装置。
前記複数の第２プリズム部は、頂部を凹凸反転した形状にしたことを特徴とする請求項７又は８のいずれかに記載の面発光装置。