JP2018063919A - Surface light source device and display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface light source device which can perform light distribution control in a longitudinal direction of a light distribution control element as well and has tolerance for thermal expansion or thermal contraction.SOLUTION: A surface light source device comprises: a substrate including a principal surface; a plurality of light sources disposed so as to be arrayed on the principal surface of the substrate; and a light distribution control element being disposed on the principal surface of the substrate so as to cover the plurality of light sources, and changing a light distribution of light emitted from the light sources. The light distribution control element includes: a first lens having a longitudinal part in an arrangement direction of the light sources; and a second lens being disposed at one end or both ends in a longitudinal direction of the first lens and having a fixed position where being disposed. Further, the first lens is held by the second lens, and the second lens has light distribution characteristics different from those of the first lens.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、面光源装置および表示装置に関し、特に、複数の光源を用いて面状の光を発する面光源装置、および、その面光源装置によって表示パネルを裏面から照明し、表示パネルに映像を表示する表示装置に関する。   The present invention relates to a surface light source device and a display device, and in particular, a surface light source device that emits planar light using a plurality of light sources, and a display panel that is illuminated from the back surface by the surface light source device to display an image on the display panel. The present invention relates to a display device for displaying.

近年、液晶表示装置の面光源装置には、LED素子が光源として用いられることが主流である。製品の背面すなわち筐体の底面に複数のLED素子を並べた直下型の面光源装置は、LED素子上に配光制御素子を備える。LED素子から出射する光は、その配光制御素子によって屈折して配光が制御された後、液晶パネルを照射する。   In recent years, an LED element is mainly used as a light source in a surface light source device of a liquid crystal display device. A direct type surface light source device in which a plurality of LED elements are arranged on the back surface of a product, that is, the bottom surface of a housing, includes a light distribution control element on the LED elements. The light emitted from the LED element is refracted by the light distribution control element and the light distribution is controlled, and then irradiates the liquid crystal panel.

配光制御素子は、大別すると丸型レンズの配光制御素子と長尺レンズの配光制御素子とに分類される。丸型レンズの配光制御素子を備える面光源装置は、1つのLED素子につき1つの配光制御素子を備える。図1は、丸型レンズの配光制御素子91が実装された基板92の斜視図である。各LED素子93は各配光制御素子91の直下に配置される。つまり、LED素子93の発光中心は配光制御素子91の中心軸の延長上に配置される。各LED素子93から出射する光は、各配光制御素子91によって屈折し、配光が変更される。   The light distribution control elements are roughly classified into a light distribution control element of a round lens and a light distribution control element of a long lens. A surface light source device including a light distribution control element of a round lens includes one light distribution control element for each LED element. FIG. 1 is a perspective view of a substrate 92 on which a light distribution control element 91 of a round lens is mounted. Each LED element 93 is disposed immediately below each light distribution control element 91. That is, the light emission center of the LED element 93 is disposed on an extension of the central axis of the light distribution control element 91. The light emitted from each LED element 93 is refracted by each light distribution control element 91, and the light distribution is changed.

長尺レンズの配光制御素子は1次元方向に長手を有する。長尺レンズの配光制御素子を備える面光源装置は、1次元方向に整列配置された複数のLED素子をまとめて覆う。図2は、長尺レンズの配光制御素子94が実装された基板92の斜視図である。各LED素子93は、配光制御素子94の直下に位置する。配光制御素子94は、複数のLED素子93から出射する光を屈折させ配光を変更する。   The light distribution control element of the long lens has a length in the one-dimensional direction. A surface light source device including a long lens light distribution control element collectively covers a plurality of LED elements arranged in a one-dimensional direction. FIG. 2 is a perspective view of a substrate 92 on which a long lens light distribution control element 94 is mounted. Each LED element 93 is located directly below the light distribution control element 94. The light distribution control element 94 refracts the light emitted from the plurality of LED elements 93 and changes the light distribution.

面光源装置の高輝度化を図る手法には、基板92の全長および外形を変えずにLED素子93の設置個数を増やす手法がある。図3は、図1に示す基板92の全長および外形を変えずにLED素子93の設置個数を1次元方向に増加した基板92および配光制御素子91の斜視図である。基板92上に配置されるLED素子93の設置個数が増加するとともに、配光制御素子91の設置個数も純増する。   As a method for increasing the brightness of the surface light source device, there is a method for increasing the number of LED elements 93 installed without changing the overall length and the outer shape of the substrate 92. FIG. 3 is a perspective view of the substrate 92 and the light distribution control element 91 in which the number of installed LED elements 93 is increased in a one-dimensional direction without changing the overall length and outer shape of the substrate 92 shown in FIG. As the number of installed LED elements 93 arranged on the substrate 92 increases, the number of installed light distribution control elements 91 also increases.

一方で、長尺レンズの配光制御素子94は、1次元方向に配置されるLED素子93の設置個数が増加したとしても、その配光制御素子94の設置個数を増やす必要がない。図4は、図2に示す基板92の全長および外形を変えずにLED素子93の設置個数を1次元方向に増加させた基板92および配光制御素子94の斜視図である。基板92に配置されたLED素子93の設置個数が増加しているにもかかわらず、長尺レンズの配光制御素子94の設置個数は変わらず、その配置も変わらない。つまり、長尺レンズの配光制御素子94の構成は、LED素子93の設置個数に影響を受けない。これは、複数のLED素子93をまとめて覆うことが可能な長さの配光制御素子94を設置すればよいからであり、長尺レンズの配光制御素子94が有する優位点である。   On the other hand, the light distribution control element 94 of the long lens does not need to increase the number of installed light distribution control elements 94 even if the number of installed LED elements 93 arranged in the one-dimensional direction increases. 4 is a perspective view of the substrate 92 and the light distribution control element 94 in which the number of installed LED elements 93 is increased in a one-dimensional direction without changing the overall length and the outer shape of the substrate 92 shown in FIG. Despite the increase in the number of installed LED elements 93 arranged on the substrate 92, the number of installed long lens light distribution control elements 94 does not change, and the arrangement thereof does not change. That is, the configuration of the long lens light distribution control element 94 is not affected by the number of LED elements 93 installed. This is because a light distribution control element 94 having a length capable of covering a plurality of LED elements 93 may be installed, which is an advantage of the long lens light distribution control element 94.

特許第5081988号公報Japanese Patent No. 5081988 特開2009−192915号公報JP 2009-192915 A 特開2006−286608号公報JP 2006-286608 A 特開2007−048883号公報JP 2007-048883 A 実開平6−38267号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-38267

長尺レンズの配光制御素子が射出成型によって作製される部品である場合、その全長は金型によって定まる。そのため、大型表示装置用の面光源装置から小型表示装置用の面光源装置まで、様々なサイズの面光源装置に、射出成型によって作製される配光制御素子を搭載する場合、その画面サイズに応じた長さを有する配光制御素子の金型を準備しなければならない。特許文献1には、同一サイズの複数のレンズを一方向に隣接して配置することにより長尺化を図った照明用レンズが開示されている。特許文献1に記載の照明用レンズは、それらが射出成型によって製造される部品であったとしても、それらを複数個つなぎ合わせることにより、画面サイズが異なる複数の表示装置に搭載することが可能である。しかしながら、特許文献1に記載の照明用レンズは、レンズの最小長さの整数倍でしか長さ調整ができない。照明用レンズを構成する最小単位のレンズ長を小さくすれば、画面サイズが異なるより多くのモデルに搭載することができるが、レンズの長さを小さくすればするほど、1台の面光源装置に必要な部品点数が増える。よって、そのような照明用レンズを備える大型表示装置の製造工程においては、作業工数が著しく増える懸念がある。さらに、隣り合うレンズのつなぎ目の直下に配置されるLED素子から出射する光の配光と、レンズの直下に配置されるLED素子から出射する光の配光とには差異があり、輝度ムラが発生する。そのような輝度ムラを低減するために、LED素子の配置には制約が生ずる。   When the light distribution control element of the long lens is a part manufactured by injection molding, the total length is determined by the mold. Therefore, when mounting a light distribution control element produced by injection molding on a surface light source device of various sizes, from a surface light source device for a large display device to a surface light source device for a small display device, depending on the screen size. Therefore, it is necessary to prepare a mold for the light distribution control element having a certain length. Patent Document 1 discloses an illumination lens that is elongated by arranging a plurality of lenses of the same size adjacent to each other in one direction. The illumination lenses described in Patent Document 1 can be mounted on a plurality of display devices having different screen sizes by connecting a plurality of them even if they are parts manufactured by injection molding. is there. However, the length of the illumination lens described in Patent Document 1 can be adjusted only by an integral multiple of the minimum length of the lens. If the lens length of the minimum unit constituting the illumination lens is reduced, it can be mounted on more models having different screen sizes. However, as the lens length is reduced, one surface light source device can be installed. The number of necessary parts increases. Therefore, in the manufacturing process of a large display device having such an illumination lens, there is a concern that the number of work man-hours will increase significantly. Furthermore, there is a difference between the light distribution of the light emitted from the LED elements arranged immediately below the joints of the adjacent lenses and the light distribution of the light emitted from the LED elements arranged directly below the lenses, resulting in uneven brightness. Occur. In order to reduce such luminance unevenness, there are restrictions on the arrangement of the LED elements.

長尺レンズの配光制御素子が押し出し成型によって作製される部品である場合、同一の金型を用いながらも、押し出し工程における切断位置を調整することにより、様々な長さの配光制御素子の製造が可能である。つまり、押し出し成型による配光制御素子の製造方法は、画面サイズが異なる各モデルに適した長さの配光制御素子を、同一の金型で作製できる。これは、コストに関する利点でもある。このような観点からは、面光源装置は、射出成形よりも押し出し成型により形成される長尺レンズを備えることが望ましい。   When the light distribution control element of the long lens is a part produced by extrusion molding, the light distribution control element of various lengths can be adjusted by adjusting the cutting position in the extrusion process while using the same mold. Manufacturing is possible. That is, according to the method of manufacturing the light distribution control element by extrusion molding, a light distribution control element having a length suitable for each model having a different screen size can be manufactured using the same mold. This is also a cost advantage. From such a viewpoint, the surface light source device preferably includes a long lens formed by extrusion rather than injection molding.

丸型レンズの配光制御素子は、レンズの形状を適切に設計することで、LED素子から出射する光を3次元的に配光制御できるという利点を有する。長尺レンズの配光制御素子は、その長手の方向に対して直交する断面のレンズ形状を調整することで、その面内における2方向の配光制御は可能である。しかし、配光制御素子の長手の方向に平行な1次元方向への配光制御は困難であり、その配光はLED素子の光学特性によって決定される。このように、長尺レンズの配光制御素子は、2次元的な配光制御が主である。特に、配光制御素子が押し出し成型によって製造される場合、配光制御素子の両端から長手の方向に出射する光に関しては、所望の配光が得られない。これは、配光制御素子の両端が切断工程によって形成される切断面だからである。それら切断面に追加の加工が施され、レンズ形状が設けられたとしても、切断面に起因する光学性能の劣化は免れず、また、追加の加工によるコストアップも避けられない。   The light distribution control element of the round lens has an advantage that the light emitted from the LED element can be three-dimensionally controlled by appropriately designing the shape of the lens. The light distribution control element of the long lens can control light distribution in two directions within the plane by adjusting the lens shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction. However, light distribution control in a one-dimensional direction parallel to the longitudinal direction of the light distribution control element is difficult, and the light distribution is determined by the optical characteristics of the LED elements. As described above, the light distribution control element of the long lens is mainly two-dimensional light distribution control. In particular, when the light distribution control element is manufactured by extrusion molding, a desired light distribution cannot be obtained with respect to light emitted in the longitudinal direction from both ends of the light distribution control element. This is because both ends of the light distribution control element are cut surfaces formed by the cutting process. Even if these cut surfaces are subjected to additional processing and a lens shape is provided, deterioration of the optical performance due to the cut surface is unavoidable, and cost increase due to the additional processing is unavoidable.

特許文献2および特許文献3には、1次元方向に長く伸ばしたレンズと、その光学特性が開示されている。特許文献2および特許文献3のいずれに記載のレンズも、長手の方向に対して直交する断面の形状を調整することにより、その面内方向の配光を制御している。しかし、それらレンズは、長手の方向に平行な方向の配光制御ができていない。   Patent Documents 2 and 3 disclose a lens elongated in a one-dimensional direction and its optical characteristics. In each of the lenses described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the light distribution in the in-plane direction is controlled by adjusting the shape of the cross section orthogonal to the longitudinal direction. However, these lenses cannot perform light distribution control in a direction parallel to the longitudinal direction.

また、丸型レンズおよび長尺レンズのいずれの配光制御素子にも、LED素子等の光源と配光制御素子の出光部との位置関係がずれた場合、つまり光軸がずれた場合には、輝度の劣化または色ムラが発生する。そのため、面光源装置は、双方の位置関係が崩れない保持構造を備えることが重要である。   Also, when the positional relationship between the light source such as the LED element and the light output part of the light distribution control element is shifted in any of the light distribution control elements of the round lens and the long lens, that is, when the optical axis is shifted. Deterioration of brightness or color unevenness occurs. Therefore, it is important for the surface light source device to have a holding structure in which the positional relationship between the two does not collapse.

配光制御素子の実装方法は、配光制御素子をLED素子に対して正確な位置に配置し、かつ、筐体に対して確実な接合強度を得るため、専用の治具を用いて基板に接着する方法が一般的である。図1に示すように、丸型レンズの配光制御素子91は、基板92に接着するために、複数の接着部91aが設けられている。各接着部91aの間隔は、配光制御素子が熱膨張または熱収縮したとしても、それら間隔の変化が実装に影響しない程度に狭い。つまり、基板の線膨張係数と配光制御素子の線膨張係数との差によって接着部91aに働く応力は、それらの実装に影響しない程度に小さい。そのため、丸型レンズの配光制御素子91は、基板92に接着して固定することが可能である。一方で、長尺レンズの配光制御素子94は、長尺になればなるほど、その体積が大きくなるため、基板92の線膨張係数と配光制御素子94の線膨張係数との差によって接着部に働くせん断力も大きくなる。よって、長尺レンズの配光制御素子94を基板92に接着固定することは、接着部の剥離または配光制御素子94の脱落を誘発する要因となるため、望ましくない。   The light distribution control element is mounted on the substrate using a dedicated jig in order to place the light distribution control element at an accurate position with respect to the LED element and to obtain a reliable bonding strength to the housing. A method of bonding is common. As shown in FIG. 1, the light distribution control element 91 of a round lens is provided with a plurality of bonding portions 91 a for bonding to a substrate 92. Even if the light distribution control element thermally expands or contracts, the distance between the bonding portions 91a is so narrow that changes in the distance do not affect the mounting. That is, the stress acting on the bonding portion 91a due to the difference between the linear expansion coefficient of the substrate and the linear expansion coefficient of the light distribution control element is small enough not to affect the mounting. Therefore, the light distribution control element 91 of the round lens can be bonded and fixed to the substrate 92. On the other hand, the longer the light distribution control element 94 of the long lens, the larger the volume becomes. Therefore, the adhesive portion is caused by the difference between the linear expansion coefficient of the substrate 92 and the linear expansion coefficient of the light distribution control element 94. The shearing force acting on is also increased. Therefore, it is not desirable to bond and fix the light distribution control element 94 of the long lens to the substrate 92 because it causes peeling of the bonded portion or dropping of the light distribution control element 94.

また、長尺レンズの配光制御素子が押し出し成型法によって製造される部品である場合、その配光制御素子にネジによる固定やスナップフィットによる固定のための形状を設けることは、追加の加工が必要となり、コストアップとなる。よって、それらは、別の固定手段を備えることが好ましい。   In addition, when the light distribution control element of the long lens is a part manufactured by an extrusion molding method, providing the light distribution control element with a shape for fixing by screws or snap fitting requires additional processing. This is necessary and increases costs. Therefore, they are preferably provided with another fixing means.

特許文献2および特許文献3には、LED素子が配置される基板にレンズを保持する構造については開示がない。特許文献4には、基板に光学素子を固定するための保持形状を、光学素子自身に設けた光方向変換用光学素子が開示されている。しかし、特許文献4に記載された光方向変換用光学素子が押し出し成型で形成される光学素子である場合、ネジ穴やスナップフィット等の保持形状を二次加工によって設けることが必要である。これは、面光源装置の製造コストが上昇し望ましくない。また、上述した接着に関する懸念点および課題は同様に生じる。   Patent Document 2 and Patent Document 3 do not disclose a structure for holding a lens on a substrate on which LED elements are arranged. Patent Document 4 discloses an optical element for changing light direction in which a holding shape for fixing an optical element to a substrate is provided on the optical element itself. However, when the optical element for changing the light direction described in Patent Document 4 is an optical element formed by extrusion molding, it is necessary to provide a holding shape such as a screw hole or a snap fit by secondary processing. This is undesirable because the manufacturing cost of the surface light source device increases. In addition, the above-mentioned concerns and problems regarding adhesion occur in the same manner.

特許文献5には、押し出し成型により形成した成型レンズ枠に、LED素子が実装された基板が挿着されることにより双方が固定されるLEDアレー光源取付構造が開示されている。この構造は、ネジや接着剤等を用いることなく成型レンズ枠と実装基板とを固定することが可能である。しかし、このLEDアレー光源取付構造は、基板が成型レンズ枠に挿入される際、基板が成型レンズ枠の内部を削り取る。その削りかすは、LED素子と成型レンズ枠との間に異物として残る。また、表示装置や面光源装置の仕様に応じて細い基板や長い基板を挿入する必要があり、製造工程の自動化に課題が生ずる。   Patent Document 5 discloses an LED array light source mounting structure in which both are fixed by inserting a substrate on which LED elements are mounted into a molded lens frame formed by extrusion molding. With this structure, it is possible to fix the molded lens frame and the mounting substrate without using screws or adhesives. However, in this LED array light source mounting structure, when the substrate is inserted into the molded lens frame, the substrate scrapes the inside of the molded lens frame. The shavings remain as a foreign object between the LED element and the molded lens frame. Moreover, it is necessary to insert a thin substrate or a long substrate according to the specifications of the display device or the surface light source device, which causes a problem in automation of the manufacturing process.

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、配光制御素子の長手の方向にも配光制御が可能で、かつ、配光制御素子の位置固定が可能な面光源装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and is a surface light source capable of controlling light distribution in the longitudinal direction of the light distribution control element and capable of fixing the position of the light distribution control element. The purpose is to provide a device.

本発明に係る面光源装置は、主面を含む基板と、基板の主面に列をなして配置される複数の光源と、光源を覆うように基板の主面上に配置され、光源から出射する光の配光を変更する配光制御素子とを備える。その配光制御素子は、光源の配列方向に長手を有する第1レンズと、第1レンズの長手の方向の一端または両端に配置され、かつ、その配置された位置が固定される第2レンズとを含む。そして、第1レンズは、第2レンズに保持され、第2レンズは、第1レンズとは異なる配光特性を有する。   A surface light source device according to the present invention includes a substrate including a main surface, a plurality of light sources arranged in a row on the main surface of the substrate, and is disposed on the main surface of the substrate so as to cover the light source, and is emitted from the light source. A light distribution control element that changes the light distribution of the light to be transmitted. The light distribution control element includes a first lens having a longitudinal direction in the arrangement direction of the light sources, a second lens that is disposed at one or both ends in the longitudinal direction of the first lens, and the disposed position is fixed. including. The first lens is held by the second lens, and the second lens has a light distribution characteristic different from that of the first lens.

本発明によれば、配光制御素子の長手の方向にも配光制御ができ、かつ、配光制御素子の位置固定ができる面光源装置の提供が可能となる。また、本発明に係る面光源装置は、低コスト化が可能である。   According to the present invention, it is possible to provide a surface light source device that can perform light distribution control in the longitudinal direction of the light distribution control element and can fix the position of the light distribution control element. Further, the surface light source device according to the present invention can be reduced in cost.

丸型レンズの配光制御素子の斜視図である。It is a perspective view of the light distribution control element of a round lens. 長尺レンズの配光制御素子の斜視図である。It is a perspective view of the light distribution control element of a long lens. 丸型レンズの配光制御素子の斜視図である。It is a perspective view of the light distribution control element of a round lens. 長尺レンズの配光制御素子の斜視図である。It is a perspective view of the light distribution control element of a long lens. 実施の形態1における直下型の面光源装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a direct type surface light source device according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子の構成を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a configuration of a light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子の構成を示す斜視図である。3 is a perspective view showing a configuration of a light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子が含む第1レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of a first lens included in the light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子が含む第1レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of a first lens included in the light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子が含む第2レンズの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a second lens included in the light distribution control element in the first embodiment. 実施の形態1における配光制御素子が含む第2レンズの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a second lens included in the light distribution control element in the first embodiment. 実施の形態1における配光制御素子が含む第2レンズの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a second lens included in the light distribution control element in the first embodiment. 実施の形態1における配光制御素子の斜視図である。4 is a perspective view of a light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子の断面図である。4 is a cross-sectional view of a light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における配光制御素子の断面図である。4 is a cross-sectional view of a light distribution control element in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における配光制御素子の構成を示す斜視図である。6 is a perspective view showing a configuration of a light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における配光制御素子の構成を示す斜視図である。6 is a perspective view showing a configuration of a light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における配光制御素子が含む第2レンズの斜視図である。6 is a perspective view of a second lens included in the light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における配光制御素子の断面図である。6 is a cross-sectional view of a light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における配光制御素子の断面図である。6 is a cross-sectional view of a light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態2における配光制御素子の断面図である。6 is a cross-sectional view of a light distribution control element in Embodiment 2. FIG. 実施の形態3における配光制御素子の固定手段を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view illustrating a light distribution control element fixing unit according to Embodiment 3. 実施の形態3における配光制御素子の固定手段を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view illustrating a light distribution control element fixing unit according to Embodiment 3. 実施の形態3における配光制御素子の固定手段を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view illustrating a light distribution control element fixing unit according to Embodiment 3.

本発明に係る面光源装置および表示装置の実施の形態を説明する。なお、以下に記載する各実施の形態における表示装置は液晶表示装置を例に説明する。   Embodiments of a surface light source device and a display device according to the present invention will be described. The display device in each embodiment described below will be described by taking a liquid crystal display device as an example.

<実施の形態1>
(面光源装置)
図5(a)および図5(b)は、配光制御素子1を含む直下型の面光源装置100の構成を示す図であり、図5(b)は面光源装置100の平面図である。図5(a)は図5(b)のA1−A1’における断面を示す。面光源装置100は、図5(b)に示すように、平面視において矩形の形状を有する。面光源装置100は、配光制御素子1と反射シート6とを備える。反射シート6は、矩形状の底面6bと、その底面6bの各辺に接する4つの斜面6aとを含む。各斜面6aは、底面6bから外側に向けて勾配を有する。底面6bには基板2が配置され、その基板2上には配光制御素子1が配置される。基板2は、例えば実装基板である。配光制御素子1は、長手を有する第1レンズ4と、その第1レンズ4の両端に配置される第2レンズ5とを含む。なお、本明細書では、第1レンズ4が長手を有する方向をX方向、その第1レンズ4が実装される基板2に垂直な方向をZ方向、それらX方向およびZ方向に垂直な方向をY方向とする。また、面光源装置100は、底面6bに対面し斜面6aの外辺で囲まれる開口部を含む。図示は省略するが、液晶表示装置は、面光源装置100と、その開口部側に、拡散板、光学素子、表示パネル等をさらに備える。なお、本実施の形態1では、表示パネルは液晶パネルである。その液晶パネルの有効画面サイズは、図5(a)および図5(b)に示すX方向の長さE1とY方向の長さE2とからなる矩形状の面積である。反射シート6の底面6bの面積は液晶パネルの有効画面サイズよりも小さい。
<Embodiment 1>
(Surface light source device)
FIG. 5A and FIG. 5B are diagrams showing a configuration of a direct-type surface light source device 100 including the light distribution control element 1, and FIG. 5B is a plan view of the surface light source device 100. . FIG. 5A shows a cross section taken along line A1-A1 ′ of FIG. As shown in FIG. 5B, the surface light source device 100 has a rectangular shape in plan view. The surface light source device 100 includes a light distribution control element 1 and a reflection sheet 6. The reflection sheet 6 includes a rectangular bottom surface 6b and four slopes 6a in contact with each side of the bottom surface 6b. Each inclined surface 6a has a gradient from the bottom surface 6b to the outside. The substrate 2 is disposed on the bottom surface 6 b, and the light distribution control element 1 is disposed on the substrate 2. The substrate 2 is a mounting substrate, for example. The light distribution control element 1 includes a first lens 4 having a longitudinal direction, and second lenses 5 disposed at both ends of the first lens 4. In this specification, the direction in which the first lens 4 has the longitudinal direction is the X direction, the direction perpendicular to the substrate 2 on which the first lens 4 is mounted is the Z direction, and the direction perpendicular to the X direction and the Z direction is the direction. The Y direction is assumed. Further, the surface light source device 100 includes an opening that faces the bottom surface 6b and is surrounded by the outer side of the slope 6a. Although not shown, the liquid crystal display device further includes a surface light source device 100 and a diffusion plate, an optical element, a display panel, and the like on the opening side. In the first embodiment, the display panel is a liquid crystal panel. The effective screen size of the liquid crystal panel is a rectangular area having a length E1 in the X direction and a length E2 in the Y direction shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). The area of the bottom surface 6b of the reflection sheet 6 is smaller than the effective screen size of the liquid crystal panel.

図6は、第1レンズ4、第2レンズ5および基板2の斜視図である。図7は、第1レンズ4と第2レンズ5とが基板2の主面2aに実装された状態を示す斜視図である。基板2の主面2aには、複数の光源が列をなして配置される。本実施の形態1においては、それら光源はLED素子3である。第1レンズ4は、LED素子3の配列方向に長手を有する長尺レンズである。本実施の形態1では、面光源装置100は、2つの第2レンズ5を備え、各第2レンズ5は、第1レンズ4の各一端の表面4aを覆うように配置される。詳細は後述するが、これにより、第1レンズ4は第2レンズ5と基板2との間に保持される。また、LED素子3は、それら第1レンズ4および第2レンズ5の直下に配置される。つまり、配光制御素子1は、整列配置されたLED素子3を覆うように基板2の主面2a上に配置される。そして、配光制御素子1は、LED素子3から出射する光を屈折させて配光を変更する機能を有する。   FIG. 6 is a perspective view of the first lens 4, the second lens 5, and the substrate 2. FIG. 7 is a perspective view showing a state in which the first lens 4 and the second lens 5 are mounted on the main surface 2 a of the substrate 2. A plurality of light sources are arranged in a row on the main surface 2 a of the substrate 2. In the first embodiment, these light sources are LED elements 3. The first lens 4 is a long lens having a length in the arrangement direction of the LED elements 3. In the first embodiment, the surface light source device 100 includes two second lenses 5, and each second lens 5 is disposed so as to cover the surface 4 a at each end of the first lens 4. As will be described in detail later, the first lens 4 is thereby held between the second lens 5 and the substrate 2. Further, the LED element 3 is disposed immediately below the first lens 4 and the second lens 5. That is, the light distribution control element 1 is arranged on the main surface 2a of the substrate 2 so as to cover the LED elements 3 arranged in alignment. The light distribution control element 1 has a function of changing the light distribution by refracting the light emitted from the LED elements 3.

(第1レンズ)
図8は、第1レンズ4の断面図であり、その断面は長手の方向に対し垂直な面である。つまり、図8は、第1レンズ4のYZ断面を示す図である。なお、図8は、第1レンズ4が基板2の主面2aに実装された状態を示す。
(First lens)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the first lens 4, and the cross section is a surface perpendicular to the longitudinal direction. That is, FIG. 8 is a diagram showing a YZ section of the first lens 4. FIG. 8 shows a state where the first lens 4 is mounted on the main surface 2 a of the substrate 2.

第1レンズ4は、長手の方向に対して直交する面において凸状の曲率を有する形状が、長手の方向に連続して形成される光出射面4bを有する。つまり、光出射面4bは、YZ断面において凸状の曲率を有する形状が、X方向に連続する面である。また、第1レンズ4は、YZ断面においてLED素子3を覆う凹状の形状がX方向に連続して形成される光入射面4cを有する。また、光入射面4cとLED素子3との間には空間が設けられる。   The first lens 4 has a light emitting surface 4b in which a shape having a convex curvature on a surface orthogonal to the longitudinal direction is formed continuously in the longitudinal direction. That is, the light emitting surface 4b is a surface in which a shape having a convex curvature in the YZ section is continuous in the X direction. The first lens 4 has a light incident surface 4c in which a concave shape covering the LED element 3 in the YZ section is formed continuously in the X direction. Further, a space is provided between the light incident surface 4 c and the LED element 3.

図9は、第1レンズ4の長手の方向に平行な方向の断面つまりZX断面を示す図である。なお、その断面は第1レンズ4の中心を通る。光出射面4bおよび光入射面4cの形状は、X方向に一定である。よって、図7に示した第1レンズ4の一端に位置する表面4aは、光出射面4bと同じ形状を有する。   FIG. 9 is a view showing a cross section in a direction parallel to the longitudinal direction of the first lens 4, that is, a ZX cross section. The cross section passes through the center of the first lens 4. The shapes of the light emitting surface 4b and the light incident surface 4c are constant in the X direction. Therefore, the surface 4a located at one end of the first lens 4 shown in FIG. 7 has the same shape as the light emitting surface 4b.

第1レンズ4は、LED素子3から出射する光を長手の方向に対して直交する方向に拡げる。つまり、第1レンズ4は、YZ面内で配光を制御する。その配光制御は、YZ平面における光入射面4cの形状または光出射面4bの形状を適当に設計することで可能である。つまり、LED素子3から出射する光は、第1レンズ4の断面形状によりYZ平面内で配光が変更される。一方で、光出射面4bおよび光入射面4cの形状は、X方向に一定である。特に、長尺レンズである第1レンズ4が押し出し成型によって製造される場合、X方向の光入射面4cおよび光出射面4bの形状は一定であり、適当に変えることができない。よって、ZX平面内における配光は、LED素子3の光学特性つまり配光特性によって決定される。なお、本実施の形態1における第1レンズ4は、押し出し成型によって作製される。   The first lens 4 spreads the light emitted from the LED element 3 in a direction orthogonal to the longitudinal direction. That is, the first lens 4 controls light distribution in the YZ plane. The light distribution can be controlled by appropriately designing the shape of the light incident surface 4c or the shape of the light exit surface 4b in the YZ plane. That is, the light distribution of the light emitted from the LED element 3 is changed in the YZ plane depending on the cross-sectional shape of the first lens 4. On the other hand, the shapes of the light emitting surface 4b and the light incident surface 4c are constant in the X direction. In particular, when the first lens 4 which is a long lens is manufactured by extrusion molding, the shapes of the light incident surface 4c and the light emitting surface 4b in the X direction are constant and cannot be appropriately changed. Therefore, the light distribution in the ZX plane is determined by the optical characteristics of the LED elements 3, that is, the light distribution characteristics. Note that the first lens 4 in the first embodiment is manufactured by extrusion molding.

(第2レンズ)
図10は、第2レンズ5の斜視図であり、第2レンズ5の裏面側つまり基板2に実装される方向から観察した図である。第2レンズ5は、基板2の主面2aに接着して固定するための接着部5aを裏面に含む。その接着部5aは裏面の任意の位置に配置されるが、図10には、一例として裏面の3箇所に接着部5aが設けられた第2レンズ5を示す。基板2または第2レンズ5が熱膨張または熱収縮することによって各接着部5aの間隔も変化し得るが、その変化が双方の接着に影響しない程度の間隔で各接着部5aは配置される。つまり、基板2および第2レンズ5の線膨張係数の差による影響が小さいため、第2レンズは、基板2の主面2aに接着して固定することが可能である。
(Second lens)
FIG. 10 is a perspective view of the second lens 5, which is observed from the back side of the second lens 5, that is, the direction in which the second lens 5 is mounted on the substrate 2. The second lens 5 includes an adhesive portion 5 a on the back surface for bonding and fixing to the main surface 2 a of the substrate 2. The adhesive portion 5a is disposed at an arbitrary position on the back surface. FIG. 10 shows the second lens 5 provided with the adhesive portions 5a at three locations on the back surface as an example. Although the space | interval of each adhesion part 5a can also change when the board | substrate 2 or the 2nd lens 5 thermally expands or shrinks, each adhesion part 5a is arrange | positioned by the space | interval of the extent that the change does not affect both adhesion | attachment. That is, since the influence due to the difference in linear expansion coefficient between the substrate 2 and the second lens 5 is small, the second lens can be bonded and fixed to the main surface 2 a of the substrate 2.

図11は、第2レンズ5のZX断面図であり、図10に示すA2−A2’における断面を示す。図12は、第2レンズ5のYZ断面図であり、図10に示すA3−A3’における断面を示す。なお、その断面は、基板2の主面2aに配置されたLED素子3の中心を通る。なお、図11および図12は、第2レンズ5が基板2の主面2aに実装された状態を示す。接着部5aが主面2aに接着され、第2レンズ5は位置が固定されている。なお、第1レンズ4の図示は省略している。   FIG. 11 is a ZX cross-sectional view of the second lens 5 and shows a cross section taken along line A2-A2 'shown in FIG. FIG. 12 is a YZ cross-sectional view of the second lens 5 and shows a cross section taken along line A3-A3 'shown in FIG. The cross section passes through the center of the LED element 3 arranged on the main surface 2 a of the substrate 2. 11 and 12 show a state where the second lens 5 is mounted on the main surface 2a of the substrate 2. FIG. The bonding portion 5a is bonded to the main surface 2a, and the position of the second lens 5 is fixed. The illustration of the first lens 4 is omitted.

第2レンズ5は、第1レンズ4の表面4a(図6参照)に接触する保持部5dを含む。保持部5dは、第1レンズ4の表面4aに含まれる上面4d(後述する図14に図示)に平行な第1保持面5eを含む。また、第2レンズ5の保持部5dは、第1レンズ4の表面4aに含まれる側面4e(後述する図15に図示)に平行な第2保持面5fを含む。   The second lens 5 includes a holding portion 5d that contacts the surface 4a (see FIG. 6) of the first lens 4. The holding portion 5d includes a first holding surface 5e parallel to an upper surface 4d (shown in FIG. 14 described later) included in the surface 4a of the first lens 4. The holding portion 5d of the second lens 5 includes a second holding surface 5f parallel to a side surface 4e (shown in FIG. 15 described later) included in the surface 4a of the first lens 4.

また、本実施の形態1において、第2レンズ5は、長尺レンズである第1レンズ4と同様の機能を有する長尺レンズ部5cと、第1レンズ4の長手の方向つまりX方向の配光を制御するための、丸型レンズと同様の機能を有する丸型レンズ部5bとを含む。丸型レンズ部5bは、図6および図11に示すように、3次元的な曲面からなる凸状の光出射面5gを有する。3次元的な曲面とは、そのXZ断面またはそのYZ断面のいずれにおいても、曲線を有する面をいう。また、長尺レンズ部5cは、保持部5dと丸型レンズ部5bとの間に配置される。また、丸型レンズ部5bと長尺レンズ部5cと保持部5dとは、X方向に順に配置され、それらは一体物である。   In the first embodiment, the second lens 5 includes a long lens portion 5c having a function similar to that of the first lens 4 that is a long lens, and a longitudinal direction of the first lens 4, that is, an arrangement in the X direction. And a round lens portion 5b having the same function as the round lens for controlling light. As shown in FIGS. 6 and 11, the round lens portion 5b has a convex light emitting surface 5g formed of a three-dimensional curved surface. A three-dimensional curved surface refers to a surface having a curve in either the XZ section or the YZ section. Further, the long lens portion 5c is disposed between the holding portion 5d and the round lens portion 5b. Further, the round lens portion 5b, the long lens portion 5c, and the holding portion 5d are sequentially arranged in the X direction, and they are integrated.

第2レンズ5の長尺レンズ部5cは、第1レンズ4と同様に、YZ平面における断面形状が調整されることで、YZ方向の配光制御が可能である。第2レンズ5は、丸型レンズ部5bの光出射面5gによって、3次元的な配光制御を行う。つまり第2レンズ5は、LED素子3から出射する光を放射状に配光する。より具体的には、図11に示す配置において、丸型レンズ部5bは、−X方向、±Y方向および+Z方向の配光制御を行う。このように、第2レンズ5は、第1レンズ4とは異なる配光特性を有する。   Similarly to the first lens 4, the long lens portion 5 c of the second lens 5 can control light distribution in the YZ direction by adjusting the cross-sectional shape in the YZ plane. The second lens 5 performs three-dimensional light distribution control by the light exit surface 5g of the round lens portion 5b. That is, the second lens 5 distributes the light emitted from the LED element 3 radially. More specifically, in the arrangement shown in FIG. 11, the round lens unit 5b performs light distribution control in the −X direction, the ± Y direction, and the + Z direction. Thus, the second lens 5 has a light distribution characteristic different from that of the first lens 4.

(配光制御素子)
図13は、第1レンズ4が第2レンズ5によって保持された配光制御素子1を示す斜視図であり、配光制御素子1の裏面側つまり基板2に実装される方向から観察した図である。図14は、配光制御素子1のZX断面図であり、図13に示すA4−A4’における断面を示す。図15は、配光制御素子1のYZ断面図であり、図13に示すA5−A5’における断面を示す。
(Light distribution control element)
FIG. 13 is a perspective view showing the light distribution control element 1 in which the first lens 4 is held by the second lens 5, and is a view observed from the back side of the light distribution control element 1, that is, from the direction of mounting on the substrate 2. is there. FIG. 14 is a ZX cross-sectional view of the light distribution control element 1, showing a cross section taken along line A4-A4 ′ shown in FIG. 15 is a YZ cross-sectional view of the light distribution control element 1, and shows a cross section taken along line A5-A5 ′ shown in FIG.

第2レンズ5は、接着部5aが基板2の主面2aに接着されて固定される。この際、第2レンズ5の位置は、例えば基板2にピンで係合されることにより位置決めされる。もしくは、第2レンズは、接着時に治具にて位置決めされたうえで接着により固定される。これにより、第2レンズは、基板2上における位置が固定される。   The second lens 5 is fixed by bonding the bonding portion 5 a to the main surface 2 a of the substrate 2. At this time, the position of the second lens 5 is determined by engaging the substrate 2 with a pin, for example. Alternatively, the second lens is fixed by bonding after being positioned by a jig at the time of bonding. As a result, the position of the second lens on the substrate 2 is fixed.

図14および図15に示すように、第1レンズ4の一端に位置する表面4aは、上面4dと側面4eとを含む。表面4aは、上面4dから側面4eにかけて傾きがなだらかに変化する。本実施の形態1においては、上面4dとはその法線ベクトルがZ方向成分を主に有し、側面4eとはその法線ベクトルがY方向成分を主に有する面をいう。第2レンズ5の保持部5dが含む第1保持面5eの一部は、第1レンズ4の表面4aが含む上面4dに面接触する。これにより、第1レンズ4は、基板2の主面2aと第2レンズ5との間に保持される。さらに、それにより第1レンズ4は、基板2の主面2aに対して垂直方向つまりZ方向の位置が固定される。   As shown in FIGS. 14 and 15, the surface 4a located at one end of the first lens 4 includes an upper surface 4d and a side surface 4e. The inclination of the surface 4a changes gently from the upper surface 4d to the side surface 4e. In the first embodiment, the upper surface 4d is a surface whose normal vector mainly has a Z direction component, and the side surface 4e is a surface whose normal vector mainly has a Y direction component. Part of the first holding surface 5e included in the holding portion 5d of the second lens 5 is in surface contact with the upper surface 4d included in the surface 4a of the first lens 4. Thereby, the first lens 4 is held between the main surface 2 a of the substrate 2 and the second lens 5. Further, the position of the first lens 4 in the direction perpendicular to the main surface 2 a of the substrate 2, that is, the Z direction is fixed.

また、図15に示すように、第2レンズ5の第2保持面5fの一部は、第1レンズ4の表面4aが含む側面4eに接触する。これにより、第1レンズ4は、第1レンズ4の長手の方向に直交しかつ基板2の主面2aに対して平行な方向の位置が固定される。すなわち第1レンズ4は、Y軸に平行な方向の位置が固定される。   Further, as shown in FIG. 15, a part of the second holding surface 5 f of the second lens 5 is in contact with the side surface 4 e included in the surface 4 a of the first lens 4. As a result, the position of the first lens 4 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the first lens 4 and parallel to the main surface 2a of the substrate 2 is fixed. That is, the position of the first lens 4 in the direction parallel to the Y axis is fixed.

図14に示すように、配光制御素子1は、その長手の方向つまりX軸に平行な方向において、第1レンズ4と第2レンズ5との間に空隙5hを含む。つまり、第1レンズ4の一端に設けられ第2レンズ5に対向する第1端面4gと、その第1端面4gに対面する第2レンズ5の第2端面5iとが接触しないよう、第1端面4gと第2端面5iとの間に空間が設けられる。このような構成により、第1レンズ4は、X方向には完全には固定されず、位置が規制されるのみである。空隙5hは、第1レンズ4、第2レンズ5または基板2が熱膨張または熱収縮した際、緩衝スペースとして機能する。例えば、第1レンズまたは基板2が熱膨張または熱収縮した際、第1レンズ4は、YZ方向には第1保持面5eおよび第2保持面5fによって位置が固定されており、YZ方向には自由度がない。しかし、第1レンズ4は、X方向には第1保持面5eと上面4dとの摩擦力よりも大きな応力が加わることによって、僅かに滑ることができる。また、第1レンズ4が、熱膨張または熱収縮によってX方向に僅かに動いたとしても、空隙5hが設けられているため、第1レンズ4と第2レンズ5とが接触することがない。また、第2レンズ5の接着部5aにも、その接着を遊離させるような過剰な応力が加わることがない。空隙5hは、第1レンズ4および第2レンズ5が、基板2の主面2aから脱落または遊離することを防ぐ。例えば、配光制御素子1が空隙5hを備えない場合、第1レンズ4の第1端面4gと第2レンズ5の第2端面5iとが突き当り、双方が破損したり脱落したりする可能性がある。また、本実施の形態1においては、第1レンズ4の材料と第2レンズ5の材料とは同一である。このような構成により、配光制御素子1は、上記の熱膨張または熱収縮の影響を低減することができるため、空隙5hの狭小化が可能である。   As shown in FIG. 14, the light distribution control element 1 includes a gap 5 h between the first lens 4 and the second lens 5 in the longitudinal direction, that is, the direction parallel to the X axis. That is, the first end face is provided so that the first end face 4g provided at one end of the first lens 4 and facing the second lens 5 does not contact the second end face 5i of the second lens 5 facing the first end face 4g. A space is provided between 4g and the second end face 5i. With such a configuration, the first lens 4 is not completely fixed in the X direction, and only its position is restricted. The gap 5h functions as a buffer space when the first lens 4, the second lens 5, or the substrate 2 is thermally expanded or contracted. For example, when the first lens or the substrate 2 is thermally expanded or contracted, the position of the first lens 4 is fixed by the first holding surface 5e and the second holding surface 5f in the YZ direction, and in the YZ direction. There is no freedom. However, the first lens 4 can be slightly slid by applying a stress larger than the frictional force between the first holding surface 5e and the upper surface 4d in the X direction. Even if the first lens 4 slightly moves in the X direction due to thermal expansion or contraction, the first lens 4 and the second lens 5 do not come into contact with each other because the gap 5h is provided. Further, the excessive stress that releases the adhesion is not applied to the adhesion portion 5a of the second lens 5 as well. The gap 5 h prevents the first lens 4 and the second lens 5 from falling off or separating from the main surface 2 a of the substrate 2. For example, when the light distribution control element 1 does not include the gap 5h, the first end surface 4g of the first lens 4 and the second end surface 5i of the second lens 5 may collide, and both may be damaged or dropped off. is there. In the first embodiment, the material of the first lens 4 and the material of the second lens 5 are the same. With such a configuration, the light distribution control element 1 can reduce the influence of the above-described thermal expansion or contraction, so that the gap 5h can be narrowed.

また、第2レンズ5の保持部5dまたは空隙5hは、平面視においてつまりXY面内において、隣り合うLED素子3の間に配置されることが好ましい。このような構成により、保持部5dまたは空隙5hが、LED素子3から出射する光の配光を妨げることを低減できる。   Further, the holding portion 5d or the gap 5h of the second lens 5 is preferably disposed between the adjacent LED elements 3 in a plan view, that is, in the XY plane. With such a configuration, it is possible to reduce the holding portion 5d or the gap 5h from hindering the light distribution of the light emitted from the LED element 3.

(効果)
以上をまとめると、本実施の形態1における面光源装置100は、主面2aを含む基板2と、基板2の主面2aに、列をなして配置される複数の光源と、光源を覆うように基板2の主面2a上に配置され、光源から出射する光の配光を変更する配光制御素子1とを備える。なお、本実施の形態1では、光源はLED素子3である。その配光制御素子1は、光源の配列方向に長手を有する第1レンズ4と、第1レンズ4の長手の方向の一端または両端に配置され、かつ、その配置位置が固定される第2レンズ5とを含む。第1レンズ4は、第2レンズ5によって保持され、第2レンズ5は、第1レンズ4とは異なる配光特性を有する。
(effect)
In summary, the surface light source device 100 according to the first embodiment covers the substrate 2 including the main surface 2a, the plurality of light sources arranged in a row on the main surface 2a of the substrate 2, and the light source. The light distribution control element 1 is disposed on the main surface 2a of the substrate 2 and changes the light distribution of the light emitted from the light source. In the first embodiment, the light source is the LED element 3. The light distribution control element 1 includes a first lens 4 that is long in the arrangement direction of the light sources, and a second lens that is arranged at one or both ends in the longitudinal direction of the first lens 4 and whose arrangement position is fixed. 5 and the like. The first lens 4 is held by the second lens 5, and the second lens 5 has a light distribution characteristic different from that of the first lens 4.

以上のような構成により、面光源装置100は、長尺レンズである第1レンズ4に押し出し成型部品を使用したとしても、長手の方向またはそれ以外の方向にも配光制御が可能である。また、例えば、押し出し成型工程において第1レンズ4の全長だけを、面光源装置のモデルに合わせて調整して作製し、その両端に第2レンズを取り付けることで、全長が様々に異なる配光制御素子1を準備することが可能である。つまり、面光源装置100が備える配光制御素子1は、サイズ違いのモデルに展開する裕度を有する。よって、本実施の形態1にて示した面光源装置100は、画面サイズが異なる様々なモデルの表示装置に適用することができ、低コスト化を実現する。また、面光源装置100は、LED素子3が実装され温度が上昇する可能性のある基板2に、長尺レンズである第1レンズを接着手段やネジなどで直接固定する必要がない。さらに、面光源装置100は、第1レンズ4の配置位置を、その両端に備える第2レンズ5によって、長手の方向以外の方向を固定し、長手の方向は規制する。よって、面光源装置100は、基板2や配光制御素子1の熱膨張または熱収縮の悪影響を受けにくく従来よりも熱に対して広い許容度を有する。また、面光源装置100は、配光制御素子1の両端に備える第2レンズ5の丸型レンズ部5bの形状を適当に設計することで、丸型レンズと同様の配光制御、つまり3次元的な配光制御が可能である。その結果、面光源装置100は、従来よりも輝度均一性が向上する。   With the above configuration, the surface light source device 100 can perform light distribution control in the longitudinal direction or in other directions even if an extruded molded part is used for the first lens 4 that is a long lens. In addition, for example, in the extrusion molding process, only the entire length of the first lens 4 is adjusted according to the model of the surface light source device, and the second lens is attached to both ends thereof, so that the light distribution control varies in various lengths. It is possible to prepare the element 1. That is, the light distribution control element 1 included in the surface light source device 100 has a tolerance to develop into models of different sizes. Therefore, the surface light source device 100 shown in the first embodiment can be applied to display devices of various models having different screen sizes, and cost reduction is realized. Further, the surface light source device 100 does not need to directly fix the first lens, which is a long lens, to the substrate 2 on which the LED element 3 is mounted and the temperature may rise with an adhesive means or a screw. Furthermore, the surface light source device 100 fixes the arrangement positions of the first lens 4 in directions other than the longitudinal direction by the second lenses 5 provided at both ends thereof, and regulates the longitudinal direction. Therefore, the surface light source device 100 is less susceptible to the thermal expansion or contraction of the substrate 2 or the light distribution control element 1 and has a wider tolerance for heat than before. In addition, the surface light source device 100 appropriately controls the shape of the round lens portion 5b of the second lens 5 provided at both ends of the light distribution control element 1, thereby enabling light distribution control similar to that of the round lens, that is, three-dimensional. Light distribution control is possible. As a result, the surface light source device 100 has improved brightness uniformity as compared with the prior art.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第2レンズ5は、基板2の主面2aに配置位置が固定される。このような構成により、第1レンズ4は基板2に対して位置固定される保持手段を備える必要がない。よって面光源装置100は、基板2または第1レンズ4の熱膨張または熱収縮に対し従来よりも強い構造を有する。また、面光源装置100は、押し出し成型によって作製される長尺レンズつまり第1レンズを備えながらも、3次元的な配光制御が可能である。   In addition, the arrangement position of the second lens 5 included in the surface light source device 100 according to the first embodiment is fixed to the main surface 2 a of the substrate 2. With this configuration, the first lens 4 does not need to include a holding unit that is fixed with respect to the substrate 2. Therefore, the surface light source device 100 has a structure stronger than the conventional structure against thermal expansion or thermal contraction of the substrate 2 or the first lens 4. In addition, the surface light source device 100 is capable of three-dimensional light distribution control while including a long lens, that is, a first lens manufactured by extrusion molding.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第2レンズ5は、第1レンズ4の一端または両端の表面4aに接触する保持部5dを含む。保持部5dは、基板2の主面2aとの間に第1レンズ4を保持する。このような構成により、第1レンズ4は、第2レンズ5によってその位置が固定される。つまり、第1レンズ4は基板2に対して位置固定する保持手段を備える必要がない。よって、面光源装置100は、基板2または第1レンズ4の熱膨張または熱収縮に許容度を有する。また、面光源装置100は、押し出し成型によって作製される長尺レンズつまり第1レンズを備えながらも、3次元的な配光制御が可能である。   Further, the second lens 5 provided in the surface light source device 100 according to the first embodiment includes a holding portion 5 d that contacts the surface 4 a at one end or both ends of the first lens 4. The holding unit 5 d holds the first lens 4 between the main surface 2 a of the substrate 2. With this configuration, the position of the first lens 4 is fixed by the second lens 5. That is, it is not necessary for the first lens 4 to include a holding unit that fixes the position with respect to the substrate 2. Therefore, the surface light source device 100 has a tolerance for thermal expansion or thermal contraction of the substrate 2 or the first lens 4. In addition, the surface light source device 100 is capable of three-dimensional light distribution control while including a long lens, that is, a first lens manufactured by extrusion molding.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第2レンズ5の保持部5dは、第1レンズ4の表面4aが含む上面4dに平行な第1保持面5eを含む。第2レンズ5の第1保持面5eの少なくとも一部が、第1レンズ4の上面4dに面接触する。このような構成により、面光源装置100は、基板2の主面2aに対して垂直方向の第1レンズ4の位置を固定することができる。   In addition, the holding unit 5d of the second lens 5 provided in the surface light source device 100 according to the first embodiment includes a first holding surface 5e parallel to the upper surface 4d included in the surface 4a of the first lens 4. At least a part of the first holding surface 5 e of the second lens 5 is in surface contact with the upper surface 4 d of the first lens 4. With such a configuration, the surface light source device 100 can fix the position of the first lens 4 in the direction perpendicular to the main surface 2 a of the substrate 2.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第2レンズの保持部5dは、第1レンズ4の表面4aが含む側面4eに平行な第2保持面5fを含む。第2レンズ5の第2保持面5fの少なくとも一部が、第1レンズ4の側面4eに面接触する。このような構成により、面光源装置100は、長手の方向に対して直交かつ基板2の主面2aに対して平行な方向の第1レンズ4の位置を固定することができる。   In addition, the second lens holding unit 5 d provided in the surface light source device 100 according to the first embodiment includes a second holding surface 5 f parallel to the side surface 4 e included in the surface 4 a of the first lens 4. At least a part of the second holding surface 5 f of the second lens 5 is in surface contact with the side surface 4 e of the first lens 4. With such a configuration, the surface light source device 100 can fix the position of the first lens 4 in a direction orthogonal to the longitudinal direction and parallel to the main surface 2 a of the substrate 2.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第2レンズの保持部5dは、平面視において、列を成して配列される複数の光源のうち、隣り合う光源の間に配置される。このような構成により、第2レンズの保持部5dが光源から出射する光の配光を妨げることを抑制する。   In addition, the second lens holding unit 5d provided in the surface light source device 100 according to the first embodiment is arranged between adjacent light sources among a plurality of light sources arranged in a row in plan view. . With such a configuration, the second lens holding portion 5d is prevented from obstructing the light distribution of the light emitted from the light source.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第1レンズ4は、一端に設けられ第2レンズ5に対向する第1端面4gをさらに含む。また、第2レンズ5は、第1端面4gに対向する第2端面5iをさらに含む。面光源装置100は、第1レンズ4の第1端面4gと第2レンズ5の第2端面5iとが接触しないよう、第1端面4gと第2端面5iとの間に空隙5hをさらに備える。このような構成により、面光源装置100は、配光制御素子1または基板2が熱膨張または熱収縮したとしても、基板2から第1レンズ4や第2レンズ5が脱落または遊離したり、位置がずれたりすることを防ぐ。   The first lens 4 provided in the surface light source device 100 according to the first embodiment further includes a first end surface 4 g provided at one end and facing the second lens 5. The second lens 5 further includes a second end surface 5i that faces the first end surface 4g. The surface light source device 100 further includes a gap 5h between the first end surface 4g and the second end surface 5i so that the first end surface 4g of the first lens 4 and the second end surface 5i of the second lens 5 do not contact each other. With such a configuration, even if the light distribution control element 1 or the substrate 2 is thermally expanded or contracted, the surface light source device 100 can be configured such that the first lens 4 or the second lens 5 is dropped or released from the substrate 2 To prevent slipping.

また、本実施の形態1における面光源装置100が備える第1レンズ4は、長手の方向に対して直交する面において凸状の曲率を有する形状が、長手の方向に連続して形成される光出射面4b(第1光出射面)を有し、光源から出射する光を長手の方向に対して直交する方向に拡げる。また、第2レンズ5は、凸状の光出射面5g(第2光出射面)を有し、光源から出射する光を放射状に拡げる。このような構成により、面光源装置100は、配光制御素子1の長手の方向にも、配光制御が可能となる。そして、面光源装置100から出射される照明光の輝度均一性が向上する。特に、第2レンズ5は、3次元的な曲面からなる光出射面5gを有する丸型レンズ部5bを含む。よって、配光制御素子1は、その長手の方向の両端において3次元的に配光制御が可能である。つまり面光源装置100は、配光制御素子1の端部から放射状に配光制御が可能である。配光制御素子が第2レンズを備えない場合、その配光方向は、第1レンズの長手の方向とは直交する方向のみとなる。その結果、面光源装置の長手の方向の両端における光の強度が暗くなり、面光源装置から出射する面状の光に輝度ムラが生じるという課題が生ずる。そのような課題に対し、本実施の形態1にて記載した面光源装置100は、配光制御素子1の両端に備える第2レンズ5の丸型レンズ部5bの形状を適当に設計することで、丸型レンズと同様の配光制御、つまりXYZ方向すべての配光制御が可能である。長尺レンズである第1レンズ4が、押し出し成型によって製造される部品であっても、本実施の形態の配光制御素子1は、その両端の切断面にレンズ形状を追加加工する必要がない。よって、配光制御素子1つまり面光源装置100のコストアップを抑制できる。また、配光制御素子1は、その追加加工による光学性能の劣化を回避できる。   In addition, the first lens 4 included in the surface light source device 100 according to the first embodiment has a shape in which a convex curvature is continuously formed in the longitudinal direction on a surface orthogonal to the longitudinal direction. It has an emission surface 4b (first light emission surface) and spreads light emitted from the light source in a direction orthogonal to the longitudinal direction. The second lens 5 has a convex light emitting surface 5g (second light emitting surface), and spreads the light emitted from the light source radially. With such a configuration, the surface light source device 100 can perform light distribution control also in the longitudinal direction of the light distribution control element 1. And the brightness | luminance uniformity of the illumination light radiate | emitted from the surface light source device 100 improves. In particular, the second lens 5 includes a round lens portion 5b having a light exit surface 5g having a three-dimensional curved surface. Therefore, the light distribution control element 1 can control light distribution three-dimensionally at both ends in the longitudinal direction. That is, the surface light source device 100 can control light distribution radially from the end of the light distribution control element 1. When the light distribution control element does not include the second lens, the light distribution direction is only a direction orthogonal to the longitudinal direction of the first lens. As a result, the intensity of light at both ends in the longitudinal direction of the surface light source device becomes dark, and there arises a problem that luminance unevenness occurs in the surface light emitted from the surface light source device. For such a problem, the surface light source device 100 described in the first embodiment is designed by appropriately designing the shape of the round lens portion 5b of the second lens 5 provided at both ends of the light distribution control element 1. The same light distribution control as that of the round lens, that is, the light distribution control in all the XYZ directions is possible. Even if the first lens 4 which is a long lens is a part manufactured by extrusion molding, the light distribution control element 1 according to the present embodiment does not need to additionally process the lens shape on the cut surfaces at both ends. . Therefore, the cost increase of the light distribution control element 1, that is, the surface light source device 100 can be suppressed. Moreover, the light distribution control element 1 can avoid the deterioration of the optical performance due to the additional processing.

また、本実施の形態1における液晶表示装置は、面光源装置100と、面光源装置100より出射する面状の光が照射される液晶表示パネルとをさらに備える。このような構成により、液晶表示装置は、面光源装置100より均一な照明光が照射されるため、映像品質が向上する。   The liquid crystal display device according to the first embodiment further includes a surface light source device 100 and a liquid crystal display panel to which planar light emitted from the surface light source device 100 is irradiated. With such a configuration, the liquid crystal display device is irradiated with uniform illumination light from the surface light source device 100, so that the video quality is improved.

<実施の形態2>
図16は、本実施の形態2における第1レンズ4、第2レンズ5および基板2の斜視図である。図17は、第1レンズ4と第2レンズ5とが基板2の主面2aに実装された状態を示す斜視図である。なお、図16および図17は、第1レンズ4の光入射面および配光制御素子1に覆われるLED素子の図示は省略しているが、それらは図6および図7と同様である。図18は、本実施の形態2における第2レンズ5の斜視図であり、第2レンズ5の裏面側つまり基板2に実装される方向から観察した図である。図19は、配光制御素子1のZX断面図であり、図14と同様に配光制御素子1の中心を通る断面を示す。図20は、配光制御素子1のYZ断面図であり、図19に示すA6−A6’を含む断面を示す。
<Embodiment 2>
FIG. 16 is a perspective view of the first lens 4, the second lens 5, and the substrate 2 in the second embodiment. FIG. 17 is a perspective view showing a state in which the first lens 4 and the second lens 5 are mounted on the main surface 2 a of the substrate 2. 16 and 17 omit the illustration of the light incident surface of the first lens 4 and the LED element covered by the light distribution control element 1, they are the same as those in FIGS. FIG. 18 is a perspective view of the second lens 5 according to the second embodiment, and is a view observed from the back side of the second lens 5, that is, the direction in which the second lens 5 is mounted. FIG. 19 is a ZX cross-sectional view of the light distribution control element 1, and shows a cross section passing through the center of the light distribution control element 1 as in FIG. FIG. 20 is a YZ cross-sectional view of the light distribution control element 1, and shows a cross section including A6-A6 ′ shown in FIG.

第1レンズ4は、長手の方向に直交する面つまりYZ面において、表面4aに凹状の形状を有する。そして、第1レンズ4は、その凹状の形状が長手の方向に連続して形成される凹面部4hを含む。第2レンズ5の保持部5dは、第1レンズの凹面部4hに接触する凸部5jを含む。   The first lens 4 has a concave shape on the surface 4a in a plane orthogonal to the longitudinal direction, that is, the YZ plane. And the 1st lens 4 contains the concave surface part 4h in which the concave shape is formed continuously in a longitudinal direction. The holding portion 5d of the second lens 5 includes a convex portion 5j that contacts the concave surface portion 4h of the first lens.

第2レンズ5の凸部5jが、第1レンズ4の凹面部4hに接触することにより、第1レンズ4は、基板2の主面2aと第2レンズ5との間に保持される。また、第1レンズ4は、基板2の主面2aに対して垂直方向つまりZ方向の位置が固定される。   The first lens 4 is held between the main surface 2 a of the substrate 2 and the second lens 5 by the convex portion 5 j of the second lens 5 contacting the concave surface portion 4 h of the first lens 4. Further, the position of the first lens 4 in the direction perpendicular to the main surface 2 a of the substrate 2, that is, the Z direction is fixed.

図20に示すように、第1レンズ4の凹面部4hは、YZ平面において、第2レンズの凸部5jに係合していることにより、Y方向の自由度が制限される。つまり、第1レンズ4は、長手の方向に直交しかつ基板2の主面2aに対して平行な方向の位置が固定される。   As shown in FIG. 20, the concave surface portion 4h of the first lens 4 is engaged with the convex portion 5j of the second lens in the YZ plane, so that the degree of freedom in the Y direction is limited. That is, the position of the first lens 4 in a direction orthogonal to the longitudinal direction and parallel to the main surface 2a of the substrate 2 is fixed.

一方で、本実施の形態2において、第1レンズ4は、凹面部4hの形状が長手と平行な方向に連続する面を有する。また、実施の形態1と同様に、配光制御素子1は、第1端面4gと第2端面5iとの間に空隙5hを含む。ゆえに、第1レンズ4のX方向の位置は、完全には固定されず、規制されるのみである。空隙5hは、第1レンズ4、第2レンズ5または基板2が熱膨張または熱収縮した際、緩衝スペースとして機能する。これらの動作と効果は、実施の形態1と同様であり説明は省略する。   On the other hand, in the second embodiment, the first lens 4 has a surface in which the shape of the concave surface portion 4h is continuous in a direction parallel to the longitudinal direction. Similarly to the first embodiment, the light distribution control element 1 includes a gap 5h between the first end face 4g and the second end face 5i. Therefore, the position of the first lens 4 in the X direction is not completely fixed and is only regulated. The gap 5h functions as a buffer space when the first lens 4, the second lens 5, or the substrate 2 is thermally expanded or contracted. Since these operations and effects are the same as those of the first embodiment, description thereof will be omitted.

また、第2レンズの凸部5jおよび空隙5hは、LED素子3から離れた位置に配置されることが好ましい。つまり、第2レンズ5の保持部5dおよび空隙5hは、平面視において、隣り合うLED素子3の間に配置されることが好ましい。このような構成により、凸部5jおよび空隙5hが、LED素子3から出射する光の配光を妨げることを低減できる。   Moreover, it is preferable that the convex part 5j and the space | gap 5h of a 2nd lens are arrange | positioned in the position away from the LED element 3. FIG. That is, it is preferable that the holding part 5d and the gap 5h of the second lens 5 are disposed between the adjacent LED elements 3 in plan view. With such a configuration, the convex portion 5j and the gap 5h can be prevented from obstructing the light distribution of the light emitted from the LED element 3.

また、図21に示すように、本実施の形態2の面光源装置は、第1レンズの凹面部4hと第2レンズの凸部5jとで形成される凹凸関係が逆転した構成を有する配光制御素子1を備えることができる。図21に示す配光制御素子1の第1レンズ4は、長手の方向に直交する面において、表面4aに凸状の形状を有する。そして、第1レンズ4は、その凸状の形状が長手の方向に連続して形成される凸面部4iを含む。第2レンズ5の保持部5d(図21には図示せず)は、第1レンズ4の凸面部4iに接触する凹部5kを含む。   Further, as shown in FIG. 21, the surface light source device of the second embodiment has a configuration in which the concavo-convex relationship formed by the concave surface portion 4h of the first lens and the convex portion 5j of the second lens is reversed. A control element 1 can be provided. The first lens 4 of the light distribution control element 1 shown in FIG. 21 has a convex shape on the surface 4a in a plane orthogonal to the longitudinal direction. And the 1st lens 4 contains the convex surface part 4i in which the convex shape is formed continuously in a longitudinal direction. The holding part 5 d (not shown in FIG. 21) of the second lens 5 includes a concave part 5 k that contacts the convex part 4 i of the first lens 4.

第2レンズ5の凹部5kは、第1レンズ4の凸面部4iに接触する。これにより、第1レンズ4は、基板2の主面2aと第2レンズ5との間に保持される。また、第1レンズ4は、基板2の主面2aに対してZ方向の設置位置が固定される。また、第1レンズ4の凸面部4iは、YZ平面において、第2レンズの凹部5kに係合していることにより、Y方向の自由度が制限される。つまり、第1レンズ4は、Y軸に平行な方向の位置が固定される。   The concave portion 5 k of the second lens 5 is in contact with the convex surface portion 4 i of the first lens 4. Thereby, the first lens 4 is held between the main surface 2 a of the substrate 2 and the second lens 5. The first lens 4 is fixed in the Z direction with respect to the main surface 2 a of the substrate 2. Further, the convex portion 4i of the first lens 4 is engaged with the concave portion 5k of the second lens in the YZ plane, so that the degree of freedom in the Y direction is limited. That is, the position of the first lens 4 in the direction parallel to the Y axis is fixed.

一方で、第1レンズ4の凸面部4iは、X方向には長手と平行な方向に連続する面を有する。また、図示は省略するが、配光制御素子1は、上記と同様の空隙5hを含む。ゆえに、第1レンズ4のX方向の設置位置は、完全には固定されず、規制されるのみである。これらの動作と効果は、実施の形態1と同様である。   On the other hand, the convex surface portion 4i of the first lens 4 has a surface that is continuous in the direction parallel to the longitudinal direction in the X direction. Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the light distribution control element 1 contains the space | gap 5h similar to the above. Therefore, the installation position of the first lens 4 in the X direction is not completely fixed and is only regulated. These operations and effects are the same as those in the first embodiment.

以上をまとめると、本実施の形態2における面光源装置が備える第1レンズ4は、長手の方向に直交する面において、表面4aに凹状の形状を有し、その凹状の形状が長手の方向に連続して形成される凹面部4hを含む。第2レンズ5の保持部5dは、第1レンズ4の凹面部4hに接触する凸部5jを含む。このような構成により、第1レンズ4の凹面部4hと第2レンズ5の凸部5jとは、長手の方向に対して直交かつ基板の主面に対して平行な方向における第1レンズ4の位置を固定することができる。実施の形態1に記載した第2レンズ5の第1保持面5eが、第1レンズ4の上面4dに面接触して第1レンズ4を保持することが困難な場合、本実施の形態2の上記の構成は有効である。例えば、図示は省略するが、凹面部4hに微細な凹凸形状が設けられている場合や別部品との接触を避けなければならない形状である場合に、上記の構成は有効である。また、図19および図20に示した凹面部4hの形状および凸部5jの形状は、一例でありそれらに限られない。表面4aにおける凹面部4hおよび保持部5dにおける凸部5jの形状と配置位置は、LED素子3に対する第1レンズ4のY方向の位置が決定される形状と位置であれば良い。   In summary, the first lens 4 included in the surface light source device according to the second embodiment has a concave shape on the surface 4a on the surface orthogonal to the longitudinal direction, and the concave shape is in the longitudinal direction. It includes a concave surface portion 4h formed continuously. The holding portion 5 d of the second lens 5 includes a convex portion 5 j that contacts the concave surface portion 4 h of the first lens 4. With this configuration, the concave surface portion 4h of the first lens 4 and the convex portion 5j of the second lens 5 are perpendicular to the longitudinal direction and parallel to the main surface of the substrate. The position can be fixed. When it is difficult for the first holding surface 5e of the second lens 5 described in the first embodiment to come into surface contact with the upper surface 4d of the first lens 4 and hold the first lens 4, the second lens 5 according to the second embodiment. The above configuration is effective. For example, although not shown, the above configuration is effective when the concave and convex portion 4h is provided with a fine uneven shape or when it is a shape that must avoid contact with another component. Moreover, the shape of the concave surface part 4h and the shape of the convex part 5j shown in FIG. 19 and FIG. 20 are examples, and are not limited thereto. The shape and arrangement position of the concave surface portion 4h on the surface 4a and the convex portion 5j on the holding portion 5d may be any shape and position where the position of the first lens 4 in the Y direction with respect to the LED element 3 is determined.

また、本実施の形態2における面光源装置が備える第1レンズ4は、長手の方向に直交する面において、表面4aに凸状の形状を有し、その凸状の形状が長手の方向に連続して形成される凸面部4iを含む。第2レンズ5の保持部5dは、第1レンズ4の凸面部4iに接触する凹部5kを含む。このような構成により、第1レンズ4の凸面部4iと第2レンズ5の凹部5kとは、長手の方向に対して直交かつ基板の主面に対して平行な方向における第1レンズ4の位置を固定することができる。   The first lens 4 included in the surface light source device according to the second embodiment has a convex shape on the surface 4a on a surface orthogonal to the longitudinal direction, and the convex shape is continuous in the longitudinal direction. The convex surface part 4i formed in this way is included. The holding portion 5 d of the second lens 5 includes a concave portion 5 k that contacts the convex surface portion 4 i of the first lens 4. With such a configuration, the convex surface portion 4i of the first lens 4 and the concave portion 5k of the second lens 5 are positioned in the direction orthogonal to the longitudinal direction and parallel to the main surface of the substrate. Can be fixed.

<実施の形態3>
本実施の形態3における面光源装置および液晶表示装置について説明する。本実施の形態3においては、配光制御素子1が含む第2レンズ5の位置固定手段の例を示す。なお、実施の形態1または実施の形態2と同様の構成および動作については説明を省略する。
<Embodiment 3>
A surface light source device and a liquid crystal display device according to Embodiment 3 will be described. In the third embodiment, an example of position fixing means for the second lens 5 included in the light distribution control element 1 will be described. Note that the description of the same configuration and operation as those in Embodiment 1 or Embodiment 2 is omitted.

まず、第2レンズ5が係合構造によって基板2に固定される例を示す。図22は、係合構造によって固定される第2レンズ5およびその第2レンズ5が固定される基板2の斜視図である。第2レンズ5は係合構造5mを含む。その係合構造5mとは、例えばスナップフィットある。基板2は切欠き部2bを含む。第2レンズ5は、係合構造5mが基板2の切欠き部2bに係合して位置が固定される。なお、図22に示す係合構造5mの形状は一例であり、それに限らない。実施の形態1と同様に、第2レンズ5は、基板2の主面2aとの間に第1レンズ4を保持する。第2レンズ5の第1保持面5eの構成と第1レンズ4の上面4dの構成とは、実施の形態1と同様である。係合構造5mは、切欠き2bと係合の後、図14に示す第2レンズ5の第1保持面5eと第1レンズ4の上面4dとの間に、配光制御素子1の光学性能に支障をきたすほどの空隙が生じない形状を有する。   First, an example in which the second lens 5 is fixed to the substrate 2 by the engagement structure is shown. FIG. 22 is a perspective view of the second lens 5 fixed by the engagement structure and the substrate 2 to which the second lens 5 is fixed. The second lens 5 includes an engagement structure 5m. The engagement structure 5m is, for example, a snap fit. The substrate 2 includes a notch 2b. The position of the second lens 5 is fixed by engaging the engaging structure 5 m with the notch 2 b of the substrate 2. Note that the shape of the engagement structure 5m shown in FIG. 22 is an example, and is not limited thereto. Similar to the first embodiment, the second lens 5 holds the first lens 4 between the main surface 2 a of the substrate 2. The configuration of the first holding surface 5e of the second lens 5 and the configuration of the upper surface 4d of the first lens 4 are the same as those in the first embodiment. After the engagement structure 5m is engaged with the notch 2b, the optical performance of the light distribution control element 1 is provided between the first holding surface 5e of the second lens 5 and the upper surface 4d of the first lens 4 shown in FIG. It has a shape that does not produce a gap that would hinder the operation.

次に、第2レンズ5がネジによって基板2に固定される例を示す。図23は、ネジによって固定される第2レンズ5およびその第2レンズ5が固定される基板2の斜視図である。第2レンズ5はネジ止め部5nを含む。基板2はネジ穴2cを含む。ネジ7がそのネジ止め部5nを通して基板2のネジ穴2cにネジ止めされる。それにより、第2レンズ5が位置固定される。第2レンズ5は、基板2の主面2aとの間に第1レンズ4を保持する。なお、ネジ止め部5nは、ネジ止め後、図14に示す第2レンズ5の第1保持面5eと第1レンズ4の上面4dとの間に、配光制御素子1の光学性能に支障をきたすほどの空隙が生じない形状を有する。   Next, an example in which the second lens 5 is fixed to the substrate 2 with screws will be described. FIG. 23 is a perspective view of the second lens 5 fixed by screws and the substrate 2 to which the second lens 5 is fixed. The second lens 5 includes a screwing portion 5n. The substrate 2 includes a screw hole 2c. The screw 7 is screwed into the screw hole 2c of the substrate 2 through the screwing portion 5n. Thereby, the position of the second lens 5 is fixed. The second lens 5 holds the first lens 4 between the main surface 2 a of the substrate 2. It should be noted that the screwing portion 5n interferes with the optical performance of the light distribution control element 1 between the first holding surface 5e of the second lens 5 and the upper surface 4d of the first lens 4 shown in FIG. It has a shape that does not produce a significant gap.

次に、第2レンズ5が筐体に固定される例を示す。図24は、筐体8に固定される第2レンズ5およびその筐体8の斜視図を示す。筐体8はネジ穴8aを有する。ネジ7は、ネジ止め部5nを通してネジ穴8aにネジ止めされる。それにより、第2レンズ5は位置固定される。基板2と第1レンズ4とは、第2レンズと筐体8との間に固定される。図示は省略するが、基板2に貫通穴を設け、その貫通穴にネジ7を通して、第2レンズ5と基板2と筐体8とをともにネジ止めしても良い。なお、第2レンズ5の筐体8へのネジ7による固定は一例である。   Next, an example in which the second lens 5 is fixed to the housing will be described. FIG. 24 is a perspective view of the second lens 5 fixed to the housing 8 and the housing 8. The housing 8 has a screw hole 8a. The screw 7 is screwed into the screw hole 8a through the screwing portion 5n. Thereby, the position of the second lens 5 is fixed. The substrate 2 and the first lens 4 are fixed between the second lens and the housing 8. Although illustration is omitted, a through hole may be provided in the substrate 2, and the second lens 5, the substrate 2, and the housing 8 may be screwed together through the screw 7 through the through hole. The fixing of the second lens 5 to the housing 8 with the screw 7 is an example.

(効果)
以上をまとめると、本実施の形態2における面光源装置は、基板2が保持される筐体8をさらに備え、第2レンズ5は筐体8に配置位置が固定される。このような構成により、面光源装置は、例えば、基板2や配光制御素子1に不具合が生じた際に、容易にそれらを交換することができる。また、第1レンズ4は基板2または筐体8に対して位置固定される保持手段を備える必要がない。第1レンズ4は、第2レンズ5を介して基板2または筐体8に対する位置が固定される。つまり、位置固定するための接着部や保持形状を、第1レンズ4自身や基板2に設けることなく、長尺レンズである第1レンズ4の位置固定が可能である。
(effect)
In summary, the surface light source device according to the second embodiment further includes a housing 8 that holds the substrate 2, and the arrangement position of the second lens 5 is fixed to the housing 8. With such a configuration, the surface light source device can easily replace, for example, when a problem occurs in the substrate 2 or the light distribution control element 1. Further, the first lens 4 does not need to include a holding unit that is fixed in position with respect to the substrate 2 or the housing 8. The position of the first lens 4 with respect to the substrate 2 or the housing 8 is fixed via the second lens 5. That is, it is possible to fix the position of the first lens 4 that is a long lens without providing the first lens 4 itself or the substrate 2 with an adhesive portion or holding shape for fixing the position.

また、本実施の形態2における面光源装置が備える第2レンズは、係合構造5mまたはネジ7により、基板2に固定される。このような構成により、面光源装置は、例えば、基板2や配光制御素子1に不具合が生じた際に、容易にそれらを交換することができる。この際、第2レンズ5は基板2と位置決めピンで係合させるなどの方法により、基板2と位置関係を決めるものとする。この位置決め方法は、丸型レンズの配光制御素子を実装基板に実装する際に、その位置決めに一般的に実施されている方法である。また、第2レンズ5が係合構造5mによって、固定される場合、その製造工程が簡略化できる。つまり、面光源装置の製造工程において、接着に使用する治具や乾燥工程が不要となる。   Further, the second lens provided in the surface light source device according to the second embodiment is fixed to the substrate 2 by the engagement structure 5 m or the screw 7. With such a configuration, the surface light source device can easily replace, for example, when a problem occurs in the substrate 2 or the light distribution control element 1. At this time, the positional relationship between the second lens 5 and the substrate 2 is determined by a method such as engaging the substrate 2 with a positioning pin. This positioning method is a method generally used for positioning a light distribution control element of a round lens on a mounting board. Further, when the second lens 5 is fixed by the engagement structure 5m, the manufacturing process can be simplified. That is, in the manufacturing process of the surface light source device, a jig used for bonding and a drying process are not necessary.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。   It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted. Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.

1 配光制御素子、2 基板、2a 主面、2b 切欠き部、2c ネジ穴、3 LED素子、4 第1レンズ、4a 表面、4b 光出射面、4c 光入射面、4d 上面、4e 側面、4g 第1端面、4h 凹面部、4i 凸面部、5 第2レンズ、5a 接着部、5b 丸型レンズ部、5c 長尺レンズ部、5d 保持部、5e 第1保持面、5f 第2保持面、5g 光出射面、5h 空隙、5i 第2端面、5j 凸部、5k 凹部、5m 係合構造、5n ネジ止め部、6 反射シート、6a 斜面、6b 底面、7 ネジ、8 筐体、8a ネジ穴、91 配光制御素子、91a 接着部、92 基板、93 LED素子、94 配光制御素子、100 面光源装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light distribution control element, 2 board | substrate, 2a main surface, 2b notch part, 2c screw hole, 3 LED element, 4 1st lens, 4a surface, 4b light emission surface, 4c light incident surface, 4d upper surface, 4e side surface, 4g 1st end surface, 4h Concave surface part, 4i Convex surface part, 5 2nd lens, 5a Adhesion part, 5b Round lens part, 5c Long lens part, 5d Holding part, 5e 1st holding surface, 5f 2nd holding surface, 5g Light exit surface, 5h Air gap, 5i Second end surface, 5j Convex part, 5k Concave part, 5m Engagement structure, 5n Screw fixing part, 6 Reflective sheet, 6a Slope, 6b Bottom face, 7 Screw, 8 Housing, 8a Screw hole 91 light distribution control element, 91a adhesion part, 92 board | substrate, 93 LED element, 94 light distribution control element, 100 surface light source device.

Claims (13)

主面を含む基板と、
前記基板の前記主面に、列をなして配置される複数の光源と、
前記光源を覆うように前記基板の前記主面上に配置され、前記光源から出射する光の配光を変更する配光制御素子とを備え、
前記配光制御素子は、前記光源の配列方向に長手を有する第1レンズと、前記第1レンズの前記長手の方向の一端または両端に配置されかつ位置固定される第2レンズとを含み、
前記第1レンズは、前記第2レンズによって保持され、
前記第2レンズは、前記第1レンズとは異なる配光特性を有する面光源装置。
A substrate including a main surface;
A plurality of light sources arranged in a row on the main surface of the substrate;
A light distribution control element that is disposed on the main surface of the substrate so as to cover the light source and changes a light distribution of light emitted from the light source;
The light distribution control element includes a first lens having a length in the arrangement direction of the light sources, and a second lens disposed and fixed at one or both ends of the first lens in the length direction,
The first lens is held by the second lens;
The surface light source device, wherein the second lens has a light distribution characteristic different from that of the first lens.
前記第2レンズは、前記基板の前記主面に位置固定される請求項1に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 1, wherein the position of the second lens is fixed to the main surface of the substrate. 前記基板が保持される筐体をさらに備え、
前記第2レンズは、前記筐体に位置固定される請求項1または請求項2に記載の面光源装置。
A housing for holding the substrate;
The surface light source device according to claim 1, wherein the position of the second lens is fixed to the housing.
前記第2レンズは、係合構造またはネジにより、前記基板に位置固定される請求項2または請求項3に記載の面光源装置。   The surface light source device according to claim 2, wherein the second lens is fixed to the substrate by an engagement structure or a screw. 前記第2レンズは、前記第1レンズの前記一端または前記両端の表面に接触する保持部を含み、
前記保持部は、前記基板の前記主面との間に前記第1レンズを保持する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の面光源装置。
The second lens includes a holding portion that contacts the surface of the one end or both ends of the first lens,
The surface light source device according to any one of claims 1 to 4, wherein the holding unit holds the first lens between the main surface of the substrate.
前記第2レンズの前記保持部は、前記第1レンズの前記表面が含む上面に平行な第1保持面を含み、
前記第2レンズの前記第1保持面の少なくとも一部が、前記第1レンズの前記上面に面接触する請求項5に記載の面光源装置。
The holding portion of the second lens includes a first holding surface parallel to an upper surface included in the surface of the first lens,
The surface light source device according to claim 5, wherein at least a part of the first holding surface of the second lens is in surface contact with the upper surface of the first lens.
前記第2レンズの前記保持部は、前記第1レンズの前記表面が含む側面に平行な第2保持面を含み、
前記第2レンズの前記第2保持面の少なくとも一部が、前記第1レンズの前記側面に面接触する請求項5または請求項6に記載の面光源装置。
The holding portion of the second lens includes a second holding surface parallel to a side surface included in the surface of the first lens,
The surface light source device according to claim 5, wherein at least a part of the second holding surface of the second lens is in surface contact with the side surface of the first lens.
前記第1レンズは、前記長手の方向に直交する面において、前記表面に凹状の形状を有し、前記凹状の形状が前記長手の方向に連続して形成される凹面部を含み、
前記第2レンズの前記保持部は、前記第1レンズの前記凹面部に接触する凸部を含む請求項5に記載の面光源装置。
The first lens includes a concave surface portion that has a concave shape on the surface in a plane orthogonal to the longitudinal direction, and the concave shape is formed continuously in the longitudinal direction;
The surface light source device according to claim 5, wherein the holding portion of the second lens includes a convex portion that contacts the concave surface portion of the first lens.
前記第1レンズは、前記長手の方向に直交する面において、前記表面に凸状の形状を有し、前記凸状の形状が前記長手の方向に連続して形成される凸面部を含み、
前記第2レンズの前記保持部は、前記第1レンズの前記凸面部に接触する凹部を含む請求項5に記載の面光源装置。
The first lens includes a convex surface portion having a convex shape on the surface on a surface orthogonal to the longitudinal direction, and the convex shape is formed continuously in the longitudinal direction,
The surface light source device according to claim 5, wherein the holding portion of the second lens includes a concave portion that contacts the convex surface portion of the first lens.
前記第2レンズの前記保持部は、平面視において、列をなして配置される前記複数の光源のうち、隣り合う前記光源の間に配置される請求項5から請求項9のいずれか一項に記載の面光源装置。   The said holding | maintenance part of a said 2nd lens is a planar view, and arrange | positions between the said adjacent light sources among these several light sources arrange | positioned in a row | line | column. The surface light source device described in 1. 前記第1レンズは、前記一端に設けられ前記第2レンズに対向する第1端面をさらに含み、
前記第2レンズは、前記第1端面に対向する第2端面をさらに含み、
前記第1レンズの前記第1端面と前記第2レンズの前記第2端面とが接触しないよう、前記第1端面と前記第2端面との間に空隙をさらに備える請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の面光源装置。
The first lens further includes a first end surface provided at the one end and facing the second lens;
The second lens further includes a second end surface facing the first end surface,
The air gap is further provided between the first end surface and the second end surface so that the first end surface of the first lens and the second end surface of the second lens do not contact each other. The surface light source device as described in any one of Claims.
前記第1レンズは、前記長手の方向に直交する面において凸状の曲率を有する形状が前記長手の方向に延在して形成される第1光出射面と、前記長手の方向に延在し複数の前記光源を覆う凹状の曲面または平面を含む光入射面とを含み、前記光源から出射する前記光を前記長手の方向に対して直交する方向に拡げ、
前記第2レンズは、凸状の第2光出射面を有し、前記光源から出射する前記光を放射状に拡げる請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の面光源装置。
The first lens has a first light exit surface formed by extending a shape having a convex curvature on a surface orthogonal to the longitudinal direction in the longitudinal direction, and extending in the longitudinal direction. A light incident surface including a concave curved surface or a plane covering the plurality of light sources, and spreading the light emitted from the light sources in a direction perpendicular to the longitudinal direction,
The surface light source device according to any one of claims 1 to 11, wherein the second lens has a convex second light emission surface, and spreads the light emitted from the light source radially.
請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の面光源装置と、
前記面光源装置より出射する面状の光が照射される表示パネルとを備える表示装置。
A surface light source device according to any one of claims 1 to 12,
And a display panel that is irradiated with planar light emitted from the surface light source device.
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