JP2015159009A - 光源モジュール及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドエッジ型の導光部材を備えた光源モジュールにおいて、複数並べた導光板間近傍の輝度ムラ防止、延いては導光板を並べて配置して大型化を図り得る光源モジュール及び照明装置を提供する。【解決手段】光源と、光源からの光を伝搬させる複数の導光体と、導光体からの光を拡散させる拡散部材を備えた光源モジュールであって、複数の導光体は、互いに隙間を設けて配置されており、光源モジュールは、さらに調光部材を備え、調光部材は、拡散部材側から見て導光体の隙間の少なくとも一部を遮るように配されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光源モジュールおよび該光源モジュールを備えた照明装置に関するものであり、詳細には、サイドエッジ型の導光板を複数個並べた光源モジュールにおける導光板間上の輝度ムラ防止、延いては大型化に関する。

従来、ＬＥＤを用いたシーリングライト等の照明装置において、薄型化を実現する手段として、光源から導光板の側面に入射された光を面状に出射させる、サイドエッジ（サイドライト又はエッジライトともいう）型の導光板を備えた光学系が多用されている。また、サイドエッジ型の導光板は液晶表示装置の光源モジュールであるバックライトにも使用され、液晶表示装置の薄型化を実現している。

また近年、光源モジュールであるバックライトの大型化が要求されており、導光板を複数枚並べた構成としたバックライトも提案されている。

このような従来技術について、特許文献１および特許文献２を例に説明する。

図１２に、特許文献１の液晶表示体バックライト構造（面光源装置）の断面図を示す。特許文献１のバックライト構造は、光源９０１、くさび型導光板９０２、反射シート９０３、液晶表示体９０４を有している。このようなサイドエッジ型の導光板では、光源からの光が入射する「入射端面」と、入射された光を効率よく導き出射するように「光学設計された出射面」を有している。特許文献１においても、くさび型導光板９０２の入射端面に対向するようにＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）等の光源９０１を配置し、くさび型導光板９０２の各入射端面から光を入射させる。くさび型導光板９０２に入射された光は、例えば反射シート９０３などを反射しながらくさび型導光板９０２の内部を伝搬し、くさび型導光板９０２の出射面から出射される。出射面から出射された光は、拡散板にて様々な方向に拡散された上で、液晶表示体９０４の方向へバックライトとして利用される。

しかしながら、一般に導光板の「光学設計された出射面」以外の端面からの出射光の制御は難しい。例えば導光板を複数並べた場合には、上記端面からの出射光により、特に導光板の境界付近で輝度ムラが生じる。例えば、特許文献１に開示された光源モジュールはくさび型導光板９０２を連続配置した方式であり、図１２に示すように分割部分９０５で輝度ムラが生じる。

このような課題に対して、輝度ムラが生じにくい構成として特許文献２に示すように、導光板に切欠きを設けることで輝度ムラを低減する方式が提案されている。

図１３に、特許文献２のバックライトユニット（面光源装置）の斜視図を示す。特許文献２のバックライトユニットは点光源９０６と導光ブロック９０７を有している。なお、導光ブロック９０７はＹ方向には分割されているが、Ｘ方向には連続するものである。

点光源９０６はＸ方向にむけて光を出射するように配置されており、導光ブロック９０７に入射された光はＺ方向に導光される。導光ブロック９０７は上記のようにＸ方向には連続しているので「出射面以外の端面」は両端にのみ存在する。従ってＸ方向について境界部が発生せず、輝度ムラの発生を防止することができる。一方導光ブロック９０７はＹ方向には分割されているが、上述のように点光源９０６は直進性を有する光をＸ方向にむけて出射するように配置されているので、光がＹ方向へ出射しない。従って導光ブロック９０７はＹ方向についても輝度ムラの発生確率が低い。

特開２００２−７２２０４号公報（平成１４年３月１２日公開） 特開２０１１−２３３３１号公報（平成２３年２月３日公開）

しかしながら、特許文献２に開示された面光源装置では、導光板を分割しない構成となっているため、大型装置には大型導光板が必要であり、大型化が困難となるという問題点を有している。

また、特許文献１に開示された面光源装置では、大型化のために導光板を複数枚並べることにより、上述のように導光板間に輝度ムラが生じるという問題点を有している。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、サイドエッジ型の導光部材を複数備えた光源モジュールにおける導光板間近傍の輝度ムラ防止を実現し、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な光源モジュール及び照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る光源モジュールは、光源と、光源からの光を伝搬させる複数の導光体と、導光体からの光を拡散させる拡散部材を備えた光源モジュールであって、複数の導光体は、互いに隙間を設けて配置されており、光源モジュールは、さらに調光部材を備え、調光部材は、拡散部材側から見て導光体の隙間の少なくとも一部を遮るように配されていることを特徴としている。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材は透光部を有することが好ましい。

また、本発明の光源モジュールにおいて、透光部は、開口部からなることが好ましい。

また、本発明の光源モジュールにおいて、透光部は、透光性材料からなることが好ましい。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材の幅は、隙間の幅よりも大きいことが好ましい。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材と拡散部材の間に空気層を有することが好ましい。

また、本発明に係る照明装置は、前記光源モジュールを備えることを特徴としている。

本発明によれば、複数配置された導光体の境界で生じる端面からの出射光を、調光部材により調整できるので、輝度ムラを抑制することができる。従って、導光体の複数配置と輝度ムラ抑制を両立できるので、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な光源モジュールを提供することができるという効果を奏する。

実施形態１による光源モジュールの構成を示す概略図である。 実施形態１による光源モジュールの構成要素を示す分解斜視図である。 光源モジュールの導光体端面から出射された光線を示す図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施形態１を示す。 光源モジュールの導光体端面から出射された光線の照射状況を示す模式図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施形態１を示す。 光源モジュールの拡散部材上の輝度分布を示す図であり、（ａ）は発光面写真、（ｂ）は導光体継ぎ目部分の輝度分布を示す。 光源モジュールの導光体端面から出射された光線を示すであり、実施形態１の別の例を示す。 実施形態２による光源モジュールの構成を示す概略図である。 実施形態３による光源モジュールの構成を示す概略図である。 実施形態４による光源モジュールの構成を示す概略図である。 光源モジュールの導光体端面から出射された光線を示す図であり、（ａ）は比較例、（ｂ）は実施形態５を示す。 光源モジュールの導光体端面から出射された光線を示す図であり、実施形態５の別の例を示す。 従来技術である特許文献１の面光源装置を示す断面図である。 従来技術である特許文献２の面光源装置を示す斜視図である。

本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。なお、実施の形態に記載されている構成は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１について図１から図５に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態１においては、照明装置の一例として液晶ＴＶ等の液晶表示装置又はシーリングライトを挙げることができ、光源モジュールとして液晶表示装置のバックライトを挙げることができる。ただし、照明装置及び光源モジュールは、これに限定されるものではない。

〔光源モジュールの構成〕
図１に、実施形態１の光源モジュールの概略図を、図２に構成要素を示す分解斜視図を示す。

最初に、本実施形態１における光源モジュールの構成について、図１および図２を参照して説明する。

本実施形態１の光源モジュール１は、図１および図２に示すように、シャーシ２、光源としてのＬＥＤ基板３、反射シート６、複数枚備えた導光体としての導光板１０、導光体間上に配置される調光部材５、拡散部材としての拡散板７及び上記構成部材を支持するフレーム８を備えている。上記構成要素の配置について、図１の正面図および右側面図に基づいて下から順に説明すると、シャーシ２、反射シート６、導光板１０、調光部材５、拡散板７が配置されており、導光板１０と調光部材５、拡散板７との間にはそれぞれ空気層が設けられている。また、隣り合う導光板１０の間にも空気層を設けている。ここで、本実施形態１の光源モジュール１では、導光板１０の発光面側(拡散板７側)を上側として説明するが、光源モジュール１がシーリングライト等の照明装置に使用される場合には、発光面側が下向きになるよう配置される。

本実施形態１においては、光源モジュール１の導光板１０のひとつの側端面である入射面１１に対向してＬＥＤ基板３が設けられている。この結果、光源モジュール１は、導光板１０側面から入射された光を面状に出射させるサイドエッジ（サイドライト又はエッジライトともいう）型光源モジュールとなっている。

ここで、本実施形態１の光源モジュール１では、図１に示すように導光板１０は間隔を空けて配置されており、隣り合う導光板１０間上には、開口部を有する調光部材５が配置されている。

以下、光源モジュール１における各構成要素について説明する。

（シャーシ）
シャーシ２は、光源モジュール１を保護する筐体及び支持部材であり、図１および図２に示すように、発光する面とは反対側から導光板１０及びＬＥＤ基板３を覆うように設けられている。このシャーシ２は、ヒートシンクの機能も有している。

（ＬＥＤ基板）
ＬＥＤ基板３は、複数のＬＥＤ群（図示しない）を備えている。ＬＥＤ群に含まれるＬＥＤは、ＬＥＤ基板３に互いに間隔を置いてそれぞれ配置されている。また、ＬＥＤ基板３は、導光板１０の入射面１１に対向して配置されている。

平面図左側のＬＥＤ基板３に搭載されたＬＥＤ群から出射された光は、左側の導光板１０の入射面１１に入射され、右側のＬＥＤ基板３に搭載されたＬＥＤ群から出射された光は、右側の導光板１０の入射面１１にそれぞれ入射される。

上記ＬＥＤ基板３は、例えば熱伝導が高い接着部材にてシャーシ２に固定する。または、ビス等によって機械的に固定してもよい。

なお、本実施形態１では、光源としてＬＥＤ群を用いた場合を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば蛍光管等、ＬＥＤ群以外の光源を用いる構成を採用してもよい。

また、本実施形態１では、入射面１１を導光板１０の側端面の内のひとつとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、導光板１０の両側端面にＬＥＤ基板３が設けられ、両側端面から光が入射されてもよい。或いは、導光板１０を方形とした場合に、隣り合う導光板１０への方向以外の全ての辺の端面から光が入射される構成を採用してもよい。複数の側端面を活用することにより、設置密度が同じＬＥＤ群を用いて輝度を向上させることができる。

（反射シート）
反射シート６は、導光板１０の出射面１２と反対側の面（以降「裏面」と表記する）に対向して配置されるものである。

反射シート６は、例えば、発泡ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等に代表されるポリエステルから形成されており、光の反射特性を有している。

反射シート６は、導光板１０の裏面から漏れた光を反射して導光板１０内を透過させて出射面１２側に光を反射させる機能を有している。具体的には、導光板１０の裏面から外へ出射される光を反射して再び導光板１０に入射させる。また、反射シート６は、図１に示すように、導光板１０に設けられた光取り出しパターン１５によって散乱された光を反射させて、出射面１２から出射させる効果も有している。

以上の効果を有する反射シート６を用いることによって、それまでシャーシ２側に吸収されていた光を有効に利用できるため、出射面１２から出射される光量を増やすことができる。つまり、反射シート６により、光源モジュール１の輝度を向上させることができる。

なお、反射シート６は、入射した光が正反射するシートであってもよいが、乱反射するシートを用いることがより好ましい。反射シート６は、入射した光が乱反射するシートを用いることによって、入射角と異なる角度の反射成分を含んで光を反射させることができる。

（導光板）
導光体、もしくは導光部材としての導光板１０は、ＬＥＤ基板３から出射される光を入射面１１にて受光し、受光した光を出射面１２と裏面との間、及び導光方向に平行な両側面の間において全反射させつつ導光板１０の内部で伝播させると共に、主に出射面１２から出射させるものである。このため、導光板１０は、光透過性の高い透明材料からなり、例えば、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、及びＰＳ（ポリスチレン）等からなっている。

また、導光板１０は、本実施形態１では、板状で出射面１２が四角形状としているが、必ずしもこれに限るものではなく、例えば、導光板１０の出射面１２の面形状が三角形又は五角形等の多角形や曲線を含む形状を採用してもよい。

導光板１０の裏面には、図１に示すように、光拡散部である複数の光取り出しパターン１５が互いに間隔を置いて形成されている。なお、光取り出しパターン１５は、導光板１０の出射面１２側に配置してもよい。

光取り出しパターン１５は、例えば、光散乱微粒子をポリマー中に分散させ、その後、該ポリマーを導光板１０の裏面に印刷することにより形成されている。なお、光散乱粒子としては、例えば蛍光体を用いればよいが、これに限定されるものではない。

また、本実施形態１では、導光板１０の裏面に上記ポリマーを印刷することにより、光拡散部としての光取り出しパターン１５を形成する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、導光板１０の裏面にプリズム等の微細な凹凸形状を形成することによって光拡散部を形成する方法を採用してもよい。或いは、導光板１０の裏面にレーザー加工又はブラスト処理等を施すことによって光拡散部を形成する方法、又は導光板１０内に拡散材を混入させる方法を採用してもよい。

また、光取り出しパターン１５は、例えばドット状に形成されている。導光板１０の出射面１２から光を均一に出射するために、光取り出しパターン１５のドット径は、入射面１１側から距離が離れるに伴い大きくなるように導光板１０に形成されている。なお、導光板１０の両側の端面から光が入射される場合には、両端面のそれぞれから導光板１０の中央部に向かうに伴って、光取り出しパターン１５の径が大きくなる、すなわち中央部において最も大きくなるように形成される。

また、光取り出しパターン１５は、導光板１０の光入射方向を向く仮想軸線に対して、対称となるように設けられている。なお、導光板１０は、上記仮想軸線がＬＥＤ基板３の中央に一致するように配置される。

以上のように光取り出しパターン１５を設けることにより、導光板１０は輝度のばらつきを抑制しつつ、効率よく拡散板７へ導光することができる。

また、光取り出しパターン１５のドット径は、例えば、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、本実施形態１では、光取り出しパターン１５がドット状に形成されている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、光取り出しパターン１５が線状、楕円状又は矩形状等の形状に形成されていてもよい。つまり、光取り出しパターン１５は、光を拡散する機能を有し、大きさ（長さ）によって拡散光量を調整するように設計され、形成されていればよい。

上述のように導光板１０の裏面に光取り出しパターン１５を形成することにより、導光板１０内を伝播する光の光路を変更することができる。具体的には、導光板１０内を伝播する光が導光板１０の裏面に形成されている光取り出しパターン１５に入射すると、光取り出しパターン１５は光を拡散し、導光板１０内における光の進行方向を変える。この結果、光取り出しパターン１５で拡散された光の少なくとも一部は、出射面１２で全反射せずに、出射面１２から外部に出射されることになる。これによって、導光板１０は、輝度ムラなく出射面１２の全域から光を出射させることができる。

ここで、本実施形態１の光源モジュール１では、ＬＥＤ基板３からの光を取り込む入射面１１において、ＬＥＤ群の厚みよりも導光板１０の厚みが厚いほうが効率よく光を入射可能であり、こうすることで出射面１２からの出射光の輝度が向上する。その一方で、導光板１０の厚みを増し過ぎると、光源モジュール１の大型化、厚み増化及び重量増加を招くため、導光板１０の厚みはそれらを鑑みて設計されればよい。

本実施形態１では、前述したシャーシ２によって、ＬＥＤ基板３及び導光板１０における入射面１１の厚み方向の位置の関係が調整されている。また、導光板１０は、連結部材（図１および図２には図示しない）によって、シャーシ２に固定されており、これによって、導光板１０とＬＥＤ基板３とのクリアランスが一定に保たれている。

隣り合う導光板１０の間隔は、熱及び吸湿による伸縮を考慮し、室温状態では１ｍｍ以上の距離を設けることが好ましい。さらに、隣り合う導光板１０の間隔が３ｍｍ以下の場合、導光板１０間の輝度ムラ変化率が大きいため、３ｍｍより大きい間隔を空けることが、より好ましい。但し、導光板１０の間隔を空けすぎると、導光板１０間の体積あたりに出射される光が低下するため、光が不足し、導光板１０間に暗線が生じやすくなる。導光板１０の間隔はそれらを鑑みて設計されればよい。

なお、本願で言う導光板１０の「間隔」とは、上記および以降特に断らない限り、隣り合う導光板１０と導光板１０の間の空間的隙間のことを指すものであって、導光板１０の配される距離の周期を指すものではないものとする。また、上記間隔のことを「隙間」とも表現する。

（拡散板）
拡散部材としての拡散板７は、透過性と拡散性の機能を有しており、導光板１０から出射する光量のムラつまり輝度ムラを抑制する機能を有している。また、本実施形態１では、拡散板７は図１に示すように、調光部材５と空間を設けて、つまり空気層を介して配置されている。実際にはフレーム８に支持されて配置されている。これにより、導光板１０の出射面１２からの出射光と、調光部材５上（隣り合う導光板１０間）の出射光とが空気層内で混ざり合い、拡散板７へと入射されるため、輝度ムラを抑制することができる。例えば、拡散板７がない場合、導光板１０にゴミまたは埃が付着したり、導光板１０に傷が生じたりした場合、付着物や傷の部分から光が取出され、輝度ムラが発生してしまう。しかし、導光板１０の出射面１２に対して、空気層を介して拡散板７を設けることによって、その輝度ムラが緩和されて視認され難くなる。従って、品位が良く、信頼性の高い構造を有する光源モジュール１を提供することができる。

なお、本実施形態１では、拡散板７は、厚さ５ｍｍの拡散板を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、拡散板７は透過性と拡散性の機能を有し、輝度ムラを抑制すればよく、形状についても板に限るものではなく、拡散部材、あるいは光拡散用カバーと表現できるものであってもよい。例えば、厚さ２ｍｍ以下のフィルムや布を採用してもよい。また、材質も、例えば、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、及びＰＳ（ポリスチレン）等を限定されずに使用することができる。

(調光部材)
調光部材５は、導光板１０の間の出射光を調整する機能を有している。また、本実施形態１では、調光部材５は、図１に示すように拡散板７、導光板１０と空間を設けて、つまり空気層を介して配置され、フレーム８にて支持されている。出射光の調整手段は、調光部材５に開けた穴の開口率で調整しており、穴のサイズもしくは密度で調整する。

調光部材５の効果について、比較例を用いて図３から図５に基づいて説明する。

比較例として、調光部材５を持たないこと以外は実施形態１と同じ装置構成・機能の光源モジュールを用いた。実施形態１と比較例を比較することで調光部材５の有無による差異および調光部材５の効果について説明する。

図３に、隣り合う導光板１０間周辺における光の振る舞いを示す。図３（ａ)は比較例の場合、（ｂ）は実施形態１の場合を示している。

実施形態１、比較例のいずれにおいても、隣り合う導光板１０はそれぞれ端面１４を有し、お互いに対向している。いずれの導光板１０も入射された光を効率よく導き出射面１２全域から出射するよう設計されてはいるものの、端面１４から拡散板７方向に出射する光も無視できない。端面１４から出射する光は、出射面１２からの総光量に比べると比較的小さいながらも、拡散板７における端面１４直上の周辺に着目した場合、その輝度が周囲との連続性を保てず、輝線ひいては輝度ムラとなってしまう。

比較例の場合、上述のように導光板１０の端面１４から拡散板７方向に出射した光は、図３（ａ)に示すように、遮られることなく拡散板７に到達する。これらの光は導光板１０の隙間だけでなく出射面１２直上部分にも及び、導光板１０の端面１４であるエッジの部分が最も明るく輝線として観察され、輝度ムラが生じる。これに対し実施形態１の場合、図３（ｂ)に示すように、調光部材５の開口部を通過した光だけが拡散板７に到達し、開口部以外に到達した光は遮られて拡散板７に到達しないため、上記輝度ムラを緩和抑制することができる。調光部材５の開口部の大きさを予め調整しておくことによって、通過する光を所望の光量に調整することができる。

上述した調光部材５の作用について、図４に基づいて詳細に説明する。

図４に図３（ａ）（ｂ）に示した比較例および実施形態１の各光源モジュールについて、導光体端面１４から出射された光線の拡散板への照射状況を示す。図３と同様に、図４（ａ）には比較例の、（ｂ）には実施形態１の状況を示す。出射光１８ａ、１８ｂはそれぞれ比較例、実施形態１における、端面１４上端から出射した光の照射範囲を灰色ハッチングで示す。出射光１９ａ、１９ｂは端面１４下端から出射した光の照射範囲を同様に縦線ハッチングで示す。なお、紙面左側の導光板１０の端面１４からの出射光のみを図示しているが、実際には、紙面右側の導光板１０の端面１４からも同様に光が出射されているが、導光板１０の隙間の中心線に対して対称と考えてよいため、簡単のため省略する。なお、断面図の上方には、拡散板７へ到達した光の照射領域を、拡散板７の上方から見た場合を模式的に示している。

比較例においては、図４（ａ）に示すように、端面１４上端からの出射光１８ａは遮るものがないため、図示する領域に照射される。一方、端面１４下端からの出射光１９ａは、紙面右側の導光板１０に一部を遮られて図示する領域に照射される。その結果、拡散板７への照射領域では特に隙間上方において、出射光１８ａおよび出射光１９ａが照射される。実際には、端面１４の上端下端だけでなく中間領域からも光が出射しており、出射光１８ａと出射光１９ａの間の領域を照射するため、端面１４からの出射光を総合すると導光板１０の隙間上方に集中することが分かる。

これに対し、実施形態１においては、図４（ｂ）に示すように、出射光の一部が調光部材５によって遮られ、一部が拡散板７へ到達する。例えば端面１４上端からの出射光１８ｂは調光部材５によって一部が遮られ、比較例における出射光１８ａよりも狭い領域に照射される。具体的には導光板１０の隙間上方へは到達せず、周囲領域にのみ到達する。また、端面１４下端からの出射光１９ｂは、同様に調光部材５によって一部が遮られ、比較例における出射光１９ａよりも狭い領域に照射される。具体的には導光板１０の隙間上方の狭い領域に到達する。その結果、拡散板７への照射領域では出射光１８ｂおよび出射光１９ｂの照射領域は重複しない。実際には、端面１４の上端下端だけでなく中間領域からも光が出射しており、出射光１８ｂと出射光１９ｂの間の領域を照射するが、比較例に比べると、端面１４からの出射光が導光板１０の隙間上方に集中することを抑制できている。

以上に説明したように、実施形態１の構成では、比較例と比較して、導光板１０の端面１４からの出射光が拡散板７へ到達する割合を制限することで、輝度ムラを緩和抑制することができる。

つまり、調光部材５の開口率を変更することで端面からの出射光の透過光量を制御できるので、複数の導光体間の間隔により異なる輝度ムラに対して容易に輝度調整できる。この結果、導光体間の間隔や輝度が異なる場合においても開口率の変更により容易に輝度制御ができる。

なお、図３、図４で説明した出射光の状況は一例であり、実際には、導光板１０の厚さ、隙間の幅、調光部材５の厚さ、開口率、導光板１０と調光部材５との距離、導光板１０と拡散板７との距離、などに影響を受ける。上記を始めとする各パラメータは、導光板１０の隙間上方において拡散板７の輝度ムラが緩和抑制されるように適宜設計されてよい。

次に、具体的な実験例をもとに説明する。

図５に本実施形態１と比較例における輝度測定結果を示す。図５（ａ）には、拡散板７上における発光面写真を、（ｂ）には、（ａ）のＡＡ’、ＢＢ’のそれぞれにおける平面横方向に対する輝度の分布を示す。なお、比較のため、横方向距離は導光板１０の隙間中央を基準とし、輝度の値は相対値としている。

図５に示す通り、比較例の場合、隣り合う導光板１０の隙間が明るくなり、輝線が生じて輝度ムラとして視認されるのに対し、実施形態１の場合、調光部材５により出射光が制御され、導光板１０間の輝度分布はなめらかな輝度変化となり、輝度ムラは緩和抑制され、視認されにくくなっている。

以上に説明してきたように、実施形態１の構成によれば、複数配置された導光体の境界で生じる端面からの出射光を、調光部材により調整できるので、輝度ムラを抑制することができる。従って、導光体の複数配置と輝度ムラ抑制を両立できるので、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な光源モジュールを提供することができる。さらには、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な照明装置を提供することができる。

また、導光板１０の端面１４のエッジの部分が最も明るく輝線として輝度ムラが生じやすいため、調光部材５は導光板１０の端面１４であるエッジ部分を覆うように配置することで、光量を確実に制御することができる。図３（ｂ）に示したように、隣り合う導光板１０の間隔つまり隙間よりも調光部材５の幅を広くすることで、導光板端面を確実に覆う構造とすることができる。その結果、導光体境界部の輝度制御が容易かつ確実となる。

図６に実施形態１の別の例を示す。図６（ａ）には、調光部材５ａの幅が、隣り合う導光板１０の間隔つまり隙間と少なくとも同程度である例を示す。具体的には、調光部材５ａの幅が、端面１４を導光板１０の出射面１２に垂直な方向に延長した端面延長面１４ａと一致している。この調光部材５ａの構成であれば、拡散板７側から導光板１０の出射面１２に垂直な方向に見た場合に隙間を覆うことができ、光量を制御することができる。また、図６（ｂ）に示すように、調光部材５ａと同じく導光板１０の隙間と同程度の幅を持つ調光部材５ｂを、導光板１０の隙間に一部あるいは全部が入り込む構成としてもよい。この構成によっても、導光板端面を確実に覆う構造とすることができる。その結果、導光体境界部の輝度制御が容易かつ確実となる。

なお、ここで調光部材と導光板１０の隙間との位置関係について詳細に説明する。

隣り合う導光板１０の「隙間」とは導光板１０の端面１４と隣り合う導光板１０の端面１４に挟まれた空間を指すものとする。図６（ｂ）の調光部材５ｂで説明したように、調光部材は導光板１０の隙間に位置してもよいが、隙間の上方に位置してもよい。その理由は下記による。本願は拡散板７へ到達する光量を調整する技術であるため、図６（ａ）に示す調光部材５ａのように、導光板１０の厚さより拡散板７側に位置していても、拡散板７側から出射面１２に垂直な方向に導光板１０を見て、調光部材が導光体１０の隙間の少なくとも一部を遮るように位置していれば本発明の効果が得られる。図６（ａ）に示した調光部材５ａでは、その幅が端面延長面１４ａと一致する例を示した。これに対して図３（ｂ）に示した調光部材５では、その幅が端面延長面１４ａを越えて導光板１０の一部に至るので、導光板１０の端面１４を確実に覆う構造とすることができる。これにより導光体境界部の輝度制御が容易かつ確実となる。

以上のように、実施形態１の構成と作用効果について説明してきたが、本発明は実施形態１の構成に限られるものではなく、以下のような別の形態も可能である。

実施形態１では、穴形状を丸型としたが、楕円型、矩形型等でもよい。また、本実施形態１では、穴位置は一列であるが、二列や三列等でもよく千鳥配置でもよい。また、このような開口部の配置について、規則性や対称性を有していると光学設計や製造が容易になるため好ましいが、必ずしも限定されるものではない。本発明は拡散板７への到達光の一部を遮ることで拡散板７上方から見て輝度ムラを抑制すればよく、開口部の配置について規則性や対称性を持たず、無秩序に配置されていても構わない。

また、調光部材５の材質は高反射部材でも吸収部材でもよい。光の利用効率の観点ではおいては高反射部材の方が好ましいが、反射率が高すぎると、多重反射により、輝線などの輝度ムラが生じやすくなるので適宜設計することが好ましい。調光部材５の材質が吸収部材の場合、反射の影響が小さくなるので光の制御は容易になるが、出射光が不足した場合には、暗線が生じやすくなるので適宜設計することが好ましい。

また、実施形態１では、調光部材５が透過光量を調整する手段として開口部を有する例を示したが、開口部の代わりに、透光性材料からなる透光部を用いることもできる。同じ透光性材料を用いる場合は透光部の領域や厚さを変更することで端面からの出射光の透過光量を制御できるので、複数の導光体間の間隔により異なる輝度ムラに対して容易に輝度調整できる。また、同じ透光部の領域や厚さを用いる場合は透光性材料の光学濃度を変更することによっても同様の効果を得ることができる。この結果、導光体間の間隔や輝度が異なる場合においても透光部の厚さや透光性材料の光学濃度の変更により容易に輝度制御ができる。なお、開口部、透光部のいずれを用いた場合でも、調光部材５と拡散板７は空気層を介して配されているので、拡散板７において、暗部となり易い調光部材の開口部や透光部以外の部分の直上に対しても、光が出射され易くなる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば以下の通りである。実施形態２において説明すること以外の構成・機能は、実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図７に実施形態２の光源モジュール２０の概略図を示す。実施形態２の光源モジュール２０は、本発明の効果を得るための最も単純な構成であり、シャーシ２、反射シート６および光取り出しパターン１５を用いない。上記構成以外については、実施形態１の構成・機能と同一である。

実施形態１で説明したように、本発明の技術思想は、調光部材５により、隣り合う導光板１０間における光を制御して輝度ムラを抑制するものである。実施形態１の図１および図２で説明してきた構成のうち、シャーシ２、反射シート６および光取り出しパターン１５の３つの構成要素は光利用効率を向上させるために設けられるものであり、輝度ムラを抑制するという本発明の所期の目的には必ずしも必須の構成ではない。つまり、図１に示す実施形態１の構成から上記構成要素を除いた、図７の構成によって本発明の効果を得ることができる。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。実施形態３において説明すること以外の構成・機能は、実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態３では、両面発光とした光源モジュール３０について説明する。

図８に実施形態３の光源モジュール３０の概略図を示す。

実施形態３の光源モジュール３０は実施形態１の光源モジュール１の構成の一部を変更して、両面発光としたものである。具体的には、図８に示すように、実施形態１の図１に示した光源モジュール１の構成のうち、裏面側のシャーシ２、反射シート６を取り除き、代わりに出射面１２側と同様に調光部材５および拡散板７を設けている。導光板１０における出射面１２の反対側の面（実施形態１では「裏面」、以降、出射面１３とする）からの出射光も面発光として利用する。上記構成以外については、実施形態１の構成・機能と同一である。

図８に示すように、ＬＥＤ基板３からの出射光を導光板１０へ入射させ、導光板１０の出射面１２と出射面１３の両面から主に光を出射し、導光板１０の両面方向に配置された拡散板７へ出射する両面発光型の光源モジュールとなっている。調光部材５は、隣り合う導光板１０の間を覆うように、表裏両側(各拡散板７側)にそれぞれ配置されている。

実施形態３の構成は、シャーシ２や反射シートがないので、図１の実施形態１の光源モジュール１を両面に配置して両面発光とした構成に比べると、薄型化に適した構成となっている。また、共通のＬＥＤ基板３を利用して同時に両面発光させることができる。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。実施形態４において説明すること以外の構成・機能は、実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態４では、両面発光とした光源モジュール４０について説明する。

図９に実施形態４の光源モジュール４０の概略図を示す。

実施形態４の光源モジュール４０は、図９に示すように、正面図の紙面下から、拡散板７、調光部材５、導光板１０、反射シート６、共通シャーシ４、反射シート６、導光板１０、調光部材５、拡散板７の順に配置している。図１の実施形態１の光源モジュール１をシャーシ２が対向するように表と裏に配置し、シャーシ２を共通化した共通シャーシ４となる構成であり、両面発光型の光源モジュール４０となる。上記構成以外については、実施形態１の構成・機能と同一である。

実施形態４の構成によれば、光源モジュール４０の表と裏で発光を各々制御可能である特徴を有している。また、共通シャーシ４を支持部材として構成できるため、強度の確保が容易となっている。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。実施形態５において説明すること以外の構成・機能は、実施形態１と同じである。また、説明の便宜上、実施形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１０に実施形態４の光源モジュール５０の概略図を示す。光源モジュール５０では実施形態１で用いた調光部材５の代わりに調光部材１６ａを用いる。上記構成以外については、実施形態１の構成・機能と同一である。

図１０（ａ）は光源モジュール５０に調光部材１６ａを適用する前の状態を示し、（ｂ）は調光部材１６ａを適用することで、端面１４からの出射光を調整した状態を示している。実施形態１で説明した調光部材５は、隣り合う導光板１０の隙間を覆うように設けられていたが、実施形態５の調光部材１６ａは、隣り合う導光板１０の隙間に配されて、端面１４からの出射光を調整する。

調光部材１６ａは、例えば光吸収体や光散乱体からなり、端面１４から出射される光を吸収、もしくは散乱することで拡散板７に到達する光量を調整する。隣り合う導光板１０の隙間に設けるため、調光部材１６ａの断面が例えば図１０（ｂ）に示すように長方形となっている。同様の断面形状がさらに導光板１０の辺方向に伸びることで、調光部材１６ａとして直方体形状となっている。

図１０（ａ）に示すように端面１４から出射される光は、端面１４の上部から出射するだけでなく下部からも出射される。これに対し図１０（ｂ）に示すように調光部材１６ａを導光板１０の隙間に設ければ、端面１４下部からの出射光を吸収もしくは散乱することで拡散板７へ到達することを妨げ、端面１４からの出射光を所望の光量に調整できる。その結果として、実施形態１と同様に導光板１０隙間直上の輝度ムラを抑制することができる。調光部材１６ａの高さを調整しておく、例えばあらかじめ適切な高さの調光部材１６ａを準備しておけば、調光部材１６ａを設けることで適切な光量調節、輝度ムラ抑制が可能である。

上記では調光部材１６ａについて説明したが、端面１４と調光部材との境界面に空気層を配置する構成とすることもできる。

図１１に実施形態４の調光部材の別の例を示す。図１１（ａ）に示す調光部材１６ｂや（ｂ）に示す調光部材１６ｃは、端面１４との接触部分を削減し、空気層を介する構成となっている。このような構成であれば、端面１４から出射された出射光が空気層を介して調光部材に有効に吸収、もしくは散乱されるので好ましい。また、調光部材が直接端面１４に接する部分が少ないので、導光板１０への光学的な影響を抑制でき、本来の導光板１０の光学設計による所望の光学機能を損なうことなく輝度ムラを抑制することができる。

以上のように、実施形態５の構成によれば、光源モジュール５０の隣り合う導光板１０の隙間に調光部材１６ａを配置させればよいため、設置が簡単であり、端面１４からの光量調整について、調光部材１６ａの高さ、あるいは設置高さを変えることで調整できるため、調整が簡単である。

本発明に係る光源モジュールは、光源と、光源からの光を伝搬させる複数の導光体と、導光体からの光を拡散させる拡散部材を備えた光源モジュールであって、複数の導光体は、互いに隙間を設けて配置されており、光源モジュールは、さらに調光部材を備え、調光部材は、拡散部材側から見て導光体の隙間の少なくとも一部を遮るように配されていることを特徴としている。

上記構成によれば、複数配置された導光体の境界で生じる端面からの出射光を、調光部材により調整できるので、輝度ムラを抑制することができる。従って、導光体の複数配置と輝度ムラ抑制を両立できるので、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な光源モジュールを提供することができるという効果を奏する。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材は透光部を有することが好ましい。

上記構成によれば、調光部材により、導光体境界部の輝度制御が容易かつ確実となるという効果を奏する。

また、本発明の光源モジュールにおいて、透光部は、開口部からなることが好ましい。

上記構成によれば、開口率を変更することで端面からの出射光の透過光量を制御できるので、複数の導光体間の間隔により異なる輝度ムラに対して容易に輝度調整できる。
この結果、導光体間の間隔や輝度が異なる場合においても開口率の変更により容易に輝度制御ができるという効果を奏する。

また、本発明の光源モジュールにおいて、透光部は、透光性材料からなることが好ましい。

上記構成によれば、同じ透光性材料を用いる場合は透光部の領域や厚さを変更することで端面からの出射光の透過光量を制御できるので、複数の導光体間の間隔により異なる輝度ムラに対して容易に輝度調整できる。また、同じ透光部の領域や厚さを用いる場合は透光性材料の光学濃度を変更することによっても同様の効果を得ることができる。この結果、導光体間の間隔や輝度が異なる場合においても透光部の厚さや透光性材料の光学濃度の変更により容易に輝度制御ができるという効果を奏する。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材の幅は、隙間の幅よりも大きいことが好ましい。

上記構成によれば、導光板端面を確実に覆う構造とすることができる。その結果、導光体境界部の輝度制御が容易かつ確実となるという効果を奏する。

また、本発明の光源モジュールにおいて、調光部材と拡散部材の間に空気層を有することが好ましい。

拡散性の低い拡散部材を調光部材の直上に配置した場合、調光部材の開口部や透光部以外の部分の直上は暗部となり易い。

これに対し上記構成によれば、暗部となり易い調光部材の開口部や透光部以外の部分の直上に対しても、光が出射され易くなるという効果を奏する。

また、本発明に係る照明装置は、前記光源モジュールを備えることを特徴としている。

上記構成によれば、導光体の複数配置と輝度ムラ抑制を両立できるので、大型かつ輝度ムラの少ない高品位な照明装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の光源モジュールは、光源からの光を導光板の入射面から入射し、該導光板の出射面から面状に出射させる光源モジュールに好適に適用することができる。また、本発明の光源モジュールは、大型や異形の看板照明用の薄型平面光源として照明装置に好適に適用することができると共に、シーリングライト、テレビジョン受像機、及びモニター等の液晶表示装置に代表される電子機器等の照明装置に好適に適用することができる。

１ 光源モジュール
２ シャーシ
３ ＬＥＤ基板
４ 共通シャーシ
５ 調光部材
５ａ 調光部材
５ｂ 調光部材
６ 反射シート
７ 拡散板
８ フレーム
１０ 導光板
１１ 入射面
１２ 出射面
１３ 出射面
１４ 端面
１４ａ 端面延長面
１５ 光取り出しパターン
１６ａ 調光部材
１６ｂ 調光部材
１６ｃ 調光部材
１８ａ 出射光
１８ｂ 出射光
１９ａ 出射光
１９ｂ 出射光
２０ 光源モジュール
３０ 光源モジュール
４０ 光源モジュール
５０ 光源モジュール

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光を伝搬させる複数の導光体と、
   前記導光体からの光を拡散させる拡散部材を備えた光源モジュールであって、
   複数の前記導光体は、互いに隙間を設けて配置されており、
   前記光源モジュールは、さらに調光部材を備え、
   前記調光部材は、前記拡散部材側から見て前記導光体の前記隙間の少なくとも一部を遮るように配されていることを特徴とする光源モジュール。
2. 前記調光部材は透光部を有することを特徴とする請求項１に記載の光源モジュール。
3. 前記調光部材の幅は、前記隙間の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源モジュール。
4. 前記調光部材と前記拡散部材の間に空気層を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の光源モジュール。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源モジュールを備えることを特徴とする照明装置。