JP2019109992A - Lens and planar lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズおよび面状照明装置に関する。 The present invention relates to a lens and a surface illumination device.
近年、液晶表示装置の表示パネルを背面側から照明する面状照明装置がある。面状照明装置は、エッジライト型と、直下型とに大別される。また、面状照明装置においては、各点光源の光量をそれぞれ制御することによって、発光面の領域毎に輝度を調整することが可能である、いわゆるローカルディミング(エリア発光)対応の面状照明装置が知られている。 In recent years, there is a planar illumination device that illuminates a display panel of a liquid crystal display device from the back side. A planar illumination device is roughly classified into an edge light type and a direct type. Further, in the planar illumination device, so-called local dimming (area light emission) -compliant planar illumination device capable of adjusting the brightness for each area of the light emitting surface by controlling the light quantity of each point light source. It has been known.
また、ローカルディミング(エリア発光)対応の直下型の面状照明装置において、点光源から出射した光を拡散するレンズを備え、点光源からの光を広げて出射させることで、領域毎の輝度を均一化することができる。 In addition, a direct type planar illumination device compatible with local dimming (area light emission) includes a lens for diffusing light emitted from a point light source, and spreads out light from the point light source to emit light, whereby the brightness of each area is obtained. It can be made uniform.
しかしながら、近年の面状照明装置に対する薄型化の要求により、輝度の均一化を十分に確保できない状況になってきている。例えば、面状照明装置を車両のインフォメーションディスプレイのバックライトに用いる場合、設置スペースに限りがあり、輝度の均一化を確保しようとすると、薄型化の要求を満たせない状況になってきている。 However, due to the recent demand for thinning the planar illumination device, it has become impossible to ensure sufficient uniformity of luminance. For example, in the case of using a planar illumination device as a backlight of an information display of a vehicle, the installation space is limited, and in order to ensure uniform brightness, it is not possible to meet the demand for thinning.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、輝度の均一性を向上させることができるレンズおよび面状照明装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of the above, Comprising: It aims at providing the lens and planar illumination device which can improve the uniformity of luminosity.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係るレンズは、点光源と対向する主面である裏面に設けられ、前記裏面と対向する主面である出射面から前記裏面側に反射した光を前記出射面側に反射させる反射部と、前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部とを備える。 In order to solve the problems described above and achieve the object, the lens according to one aspect of the present invention is provided on the back surface that is the main surface facing the point light source, and from the emission surface that is the main surface facing the back surface The reflecting portion for reflecting the light reflected to the back surface side to the emission surface side, the concave portion recessed in the thickness direction from the emission surface immediately above the point light source, and the outer peripheral portion of the concave portion And a light transmitting portion for transmitting light from the light source.
本発明の一態様によれば、輝度の均一性を向上させることができる。 According to one embodiment of the present invention, the uniformity of luminance can be improved.
以下、実施形態に係るレンズおよび面状照明装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実と異なる場合がある。また、図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, a lens and a planar illumination device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiments described below. In addition, the dimensional relationships among the elements in the drawings, the proportions of the elements, and the like may differ from reality. In addition, parts having different dimensional relationships and ratios may be included among the drawings.
まず、図1を用いて、実施形態に係る面状照明装置の概要について説明する。図1は、実施形態に係る面状照明装置の外観の一例を示す正面図である。本実施形態に係る面状照明装置1は、直下型の面状照明装置であり、各種液晶表示装置のバックライトとして用いられる。かかる液晶表示装置は、例えば、車両の電子スピードメータであるが、これに限定されない。
First, the outline of the planar illumination device according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1: is a front view which shows an example of the external appearance of the planar illuminating device which concerns on embodiment. The
図1の例に示すように、実施形態に係る面状照明装置1は、フレーム10で覆われていない出射領域から光を出射する。また、コネクタCは、電源配線や信号配線等が接続される。すなわち、実施形態に係る面状照明装置1は、コネクタCを介して電源や信号が供給される。
As shown in the example of FIG. 1, the
ところで、一般的に直下型の面状照明装置では、複数の点光源を格子状に配置し、点光源毎にレンズを設ける場合と、列状に配列した複数の点光源毎にレンズを設ける場合とがある。 By the way, in general, in a direct type planar illumination device, a plurality of point light sources are arranged in a grid, and a lens is provided for each point light source and a lens is provided for each of a plurality of point light sources arranged in a row. There is.
本実施形態に係るレンズは、双方の場合に適用可能である。まず、第1の実施形態として、レンズが点光源毎に設けられる場合について説明する。図2は、第1の実施形態に係るレンズの配置を示す上面図である。なお、図2には、レンズ50と点光源30との位置関係を明確にするため点光源30を併せて示す。
The lens according to the present embodiment is applicable to both cases. First, the case where a lens is provided for each point light source will be described as the first embodiment. FIG. 2 is a top view showing the arrangement of lenses according to the first embodiment. In addition, in order to clarify the positional relationship of the
図2に示すように、点光源30は、格子状に配置される。各点光源30には、それぞれ出射方向からレンズ50が設けられる。すなわち、面状照明装置1では、点光源30が格子状に配置されるので、レンズ50も格子状に配置されることとなる。
As shown in FIG. 2, the
次に、図3Aおよび図3Bを用いて第1の実施形態に係る面状照明装置1の内部構成について説明する。図3Aおよび図3Bは、図1に示すA−A線に沿った断面模式図である。図3Aに示すように、実施形態に係る面状照明装置1は、フレーム10と、基板20と、点光源30と、反射板40と、レンズ50と、拡散板60と、スペーサ70と、光学シート80と、弾性部材90とを備える。
Next, an internal configuration of the spread
フレーム10は、剛性が大きい、例えば、ステンレス製の板金フレームであり、面状照明装置1の各部材を収容する。また、フレーム10は、例えば、上フレーム11と、下フレーム12とを備える。
The
上フレーム11は、下フレーム12の上面側に配置される。上フレーム11は、中央部に開口部が形成された矩形状の天板11aと、天板11aの周縁から下フレーム12の外側面に沿って延伸する側壁11bとを有する。下フレーム12は、矩形状の底部12aと、底部12aの周縁から上フレーム11の内側面に沿って延伸する側壁12bとを有する。
The
基板20は、例えばエポキシ樹脂またはPI(ポリイミド)からなり、複数の点光源30が格子状に実装される主面を有する。点光源30は、例えば、LED(Light Emitting Diode)である。点光源30は、光軸がレンズ50と略垂直となるように、基板20上に配置される。
The
反射板40は、例えば、白色の樹脂等で形成される。反射板40は、レンズ50で反射板40側に反射した光をレンズ50に向けて再度反射させる。これにより、出射効率を向上させることが可能である。なお、反射板40の構成については、図4を用いて後述する。
The
レンズ50は、点光源30から出射した光の配光制御を行うレンズ50は、上面視において、外形形状が矩形状または略矩形状である。レンズ50の材質として、例えばPMMA(ポリメチルメタクリレート)やポリカーボネートを用いることができるが、これに限定されない。レンズ50によって配光制御された光は、拡散板60に出射される。また、レンズ50は、基板20側へ突出した脚部56を有する。例えば、レンズ50は、例えば脚部56の底面に接着剤等の接着部材が塗布され、基板20に固定されるが、固定方法はこれに限定されない。なお、レンズ50の詳細については、図5以降の図面を用いて後述する。
The
拡散板60は、樹脂等の材料で構成され、レンズ50から出射された光を拡散する機能を有する。すなわち、レンズ50から出射した光は、拡散板60によって拡散され、光学シート80へ導かれる。
The
スペーサ70は、レンズ50と拡散板60との間に配置され、レンズ50と拡散板60との間隔を一定に保持する。スペーサ70の材質は特に限定されないが、例えば白色の樹脂で成形し、レンズ50から出射する光を反射する機能を持たせてもよい。スペーサ70は、面状照明装置1の長手方向(X軸)に沿って拡散板60を下面側から押圧し、かかる長手方向に沿ってレンズ50を上面側から押圧する。なお、スペーサ70は、面状照明装置1の短手方向(Y軸)については、必ずしもレンズ50と拡散板60との間隔を保持しなくてもよい。
The
光学シート80は、拡散板60から出射された光に対して均一化や配向制御などの光学的な調整を行って、光学的な調整が行われた光を出射する。図3に示す例では、光学シート80が、第1シート81と、第2シート82との2枚のシートで構成される場合について例示している。
The
例えば、第1シート81は、BEF(Brightness Enhancement Film)であり、第2シート82は、DBEF(Dual Brightness Enhancement Film)であるが、面状照明装置1に求められる発光態様によって任意に変更することが可能である。また、光学シート80は、例えば、接着剤や両面テープ等の接着部材によって拡散板60の出射面に固定される。
For example, the
弾性部材90は、ゴムやスポンジ等の弾性を有する枠状の部材である。弾性部材90は、光学シート80上に設けられ、拡散板60と光学シート80とをスペーサ70とで挟んで保持し、その弾性力でスペーサ70を介してレンズ50を押圧する。また、弾性部材90は、面状照明装置1に振動が生じた場合、かかる振動を吸収する。弾性部材90は、上フレーム11と拡散板60との間に配置され、上フレーム11の天板側から拡散板60を押圧する。なお、弾性部材90は枠状に限らず、例えば断面形状が矩形状である棒状の弾性部材を複数本用いるものでもよい。
The
また、図3Bに示すように、弾性部材90は、光学シート80の上面を避けて設けられることにしてもよい。具体的には、弾性部材90は、図3Bに示すように、拡散板60の上面に設置され、天板11aによって拡散板60側に押圧される。また、弾性部材90の側面に光学シート80が設置される。かかる場合に、光学シート80は、上面視において拡散板60よりも小さく、弾性部材90は、光学シート80が拡散板60を覆っていない領域に設けられる。これにより、面状照明装置1の製造段階や、面状照明装置1に振動が生じた際に、光学シート80が皺になることを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 3B, the
続いて、図4を用いて反射板40について説明する。図4は、実施形態に係る反射板40の上面図である。なお、図4では、反射板40の一部を抜粋して示し、点光源30およびレンズ50を併せて示す。図4に示すように、反射板40は、底面41と、枠部42とを備える。
Subsequently, the reflecting
底面41は、複数の開口部が設けられ、かかる開口部を介して基板20上に実装された点光源30が基板20側から挿入される。枠部42は、各点光源30のそれぞれの側面を囲う。点光源30が、格子状に配置されるので、枠部42は、格子状に配置された点光源30の側面をそれぞれ囲うように格子状に形成される。
The
このように、実施形態に係る反射板40は、各点光源30を仕切るように設けられる。これにより、レンズ50で反射板40へ反射した光が、隣接する点光源30へ漏れることを抑制することができる。換言すると、点光源30を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。なお、例えば、枠部42は、底面41からレンズ50側(紙面手前側)に向かって突出し、底面41からレンズ50側に向かって幅が狭くなるテーパ状の形状を有する。
Thus, the reflecting
続いて、図5を用いて第1実施形態に係るレンズ50について説明する。図5は、第1の実施形態に係るレンズ50の上面図である。なお、図5では、レンズ50と点光源30との位置関係を明確にするため点光源30を併せて示す。
Subsequently, the
図5に示すように、レンズ50の出射面51は、平坦部57と、透過部52と、凹部53とを有する。平坦部57は、凹部53と連続して設けられる平坦面で、光を拡散板60へと出射する。透過部52は、隣接するレンズ50との境界部へと光の出射を促進する機能を有する。なお、透過部52は、レンズ50の厚み方向に窪んだ透過部であってもよく、その形状は特に限定されない。
As shown in FIG. 5, the
具体的には、図5に示すように、透過部52は、凹部53の外周部に同心円状に形成され、出射面51の各辺に当接して設けられる。つまり、透過部52は出射面51の外周部に設けられる。透過部52は、断面に直線または曲線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である。透過部52は、出射光の一部を屈折透過させ、隣接するレンズ50との境界部へと光の出射を促す。なお、透過部52は、同心円状に限られず、出射面51の外周部に形成されていれば、直線状に形成されていてもよい。なお、本実施形態では、レンズの境界部とは、隣接したレンズ50との隙間の上方の領域のことであり、点光源30からの光が届きにくく、点光源30の点灯時に暗くなりやすい領域である。
Specifically, as shown in FIG. 5, the transmitting
凹部53は、出射面51の点光源30の直上部において、出射面51から厚み方向に窪んだ形状である。言い換えれば、凹部53は出射面51の点光源30と対応する位置に設けられ、凹部53は、出射面51から裏面54に向かって窪んだ形状であり、本実施形態ではその断面形状が略逆円錐形状(またはすりばち形状)に形成されている。凹部53は、点光源30から出射した光を裏面54側に反射させる機能を有する。なお、凹部53では、必ずしも点光源30から出射する全ての光を裏面54側に反射させる必要はなく、凹部53から拡散板60へと透過する光があってもよい。
The
凹部53は、上述のよう、点光源30から出射した光を裏面54側に向かって反射させる。出射面51の点光源30直上部は入射する光の光強度が強いが、凹部53で点光源30から出射する光の多くを裏面54側に反射させることにより、点光源30直上部の光強度を抑えることができる。言い換えれば、凹部53で点光源30からの光を反射することで、レンズ50の点光源30直上部に対応する領域の輝度が高くなることを抑制できる。
As described above, the
このように、点光源30から出射した光は、出射面51で均一の光強度となるように配向が制御される。言い換えれば、レンズ50は、光強度が強い光源直上部に入射する光を出射面51全体に分散することで、輝度を均一化することができる。
As described above, the orientation of the light emitted from the point
続いて、図6Aおよび図6Bを用いて実施形態に係るレンズ50の断面形状について説明する。図6Aおよび図6Bは、図5に示すB−B線に沿った断面模式図である。図6Aに示すように、レンズ50は、出射面51に形成された透過部52および凹部53に加えて、裏面54に反射部55を有する。
Subsequently, the cross-sectional shape of the
反射部55は、裏面54からレンズ50の厚み方向に突出したドットであり、例えば、裏面54全体に均一に形成される。反射部55は、出射面51で裏面54側に反射した光を再度出射面51側に反射させる。
The
つまり、反射部55は、レンズ50の点光源30に対応する位置に設けられた凹部53によって裏面54側に反射した光を再度出射面51側に反射させる。これにより、反射部55で反射された光は、レンズ50の凹部53に連続して設けられた平坦部57から拡散板60へと出射する。なお、反射部55は、裏面54からレンズ50の厚み方向に窪んだドット形状であってもよい。また、反射部55はドットに限らない。
That is, the reflecting
また、図6Aでは、断面視において、透過部52が三角形状であり、反射部55がドット形状である場合について示しているが、これに限定されず、図6Bに示すように、透過部52が断面視において半円状やかまぼこ形状等の丸みを帯びた形状であってもよいし、反射部55が三角形状であってもよい。
Further, FIG. 6A shows the case where the transmitting
続いて、図7を用いてレンズ50の配光特性について説明する。図7は、第1の実施形態に係るレンズ50の配光特性を示す模式図である。なお、図7では、光の光路を破線で示す。
Subsequently, the light distribution characteristic of the
図7に示すように、点光源30から出射した光は、上述のよう、凹部53によって裏面54側に反射する。続いて、かかる光は、裏面54に設けられた反射部55によって再度出射面51側に反射する。そして、反射部55で反射された光は、出射面51の平坦部57から出射する。つまり、点光源30から出射した光はレンズ50内を導光し、略面発光へと変換されて出射する。また、透過部52により一部の出射光が屈折透過され、隣接するレンズ50との境界部へと光の出射が促される。
As shown in FIG. 7, the light emitted from the point
このように、第1の実施形態に係るレンズ50では、点光源30から入射する光を出射面51全体から均一に出射するように配向を制御する。つまり、本実施形態に係るレンズ50によれば、輝度の均一化を向上させることができる。
As described above, in the
また、第1の実施形態に係るレンズ50では、透過部52により光の一部を屈折透過させることで、隣接するレンズ50へと導光する光を抑えることができる。言い換えれば、透過部52により、隣接するレンズ50への光の漏れを抑制することができる。つまり、第1の実施形態に係るレンズ50は、隣接するレンズ50へと導光する光を抑制することで、点光源30を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。
Further, in the
次に、図8を用いて実施形態に係るレンズ50の有無による比較結果について説明する。図8は、透過部52の有無による輝度分布の比較結果を示す図である。なお、図8では、9つの点光源30を発光させた場合の輝度分布のシミュレーション結果を示す。また、図8にて丸で囲った領域は、レンズ50とかかるレンズ50に隣接するレンズ50との境界部に対応する。
Next, the comparison result by the presence or absence of the
図8に示す丸で囲った領域を透過部52の有無で比較すると、透過部52を有する場合の方が、透過部52がない場合よりも輝度が向上することが分かる。
Comparing the circled area shown in FIG. 8 with the presence or absence of the
つまり、実施形態に係る面状照明装置1において、レンズ50の出射面51の外周部に透過部52を設けることによって、隣接するレンズ50間の輝度を向上させることができる。
That is, in the
言い換えれば、隣接するレンズ50間の輝度ムラを抑制することができる。したがって、実施形態に係るレンズ50によれば、輝度の均一化を向上させることができる。
In other words, uneven brightness between
上述したように、実施形態に係るレンズ50において、反射部55は、点光源30と対向する主面である裏面54に設けられ、裏面54と対向する主面である出射面51から裏面54側に反射した光を出射面51側に反射させる。凹部53は、点光源30の直上部において出射面51から厚み方向に窪んだ形状である。透過部52は、凹部53の外周部に設けられ、光の一部を屈折透過させる。これにより、透過部52により、隣接するレンズ50との境界部へと光の出射が促され、隣接するレンズ50間の輝度が向上するし、輝度が均一になる。さらに、透過部52により、隣接するレンズ50への光漏れが抑制され、点光源30を個別点灯した際のコントラストが向上する。したがって、第1の実施形態に係るレンズ50によれば、面状照明装置1の輝度の均一性を向上させながら、点光源30を個別点灯した際、コントラストを向上させることができる。
As described above, in the
<第2の実施形態>
次に、図9〜図10を用いて第2の実施形態に係るレンズ50Bについて説明する。第2の実施形態では、レンズ50Bが複数の点光源30を単体で覆う場合について説明する。
Second Embodiment
Next, a
まず、図9を用いて第2の実施形態に係るレンズ50Bの概要について説明する。図9は、第2の実施形態に係るレンズ50Bの配置例を示す上面図である。図9に示すように、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、複数の点光源30を覆う点で第1の実施形態に係るレンズ50と異なる。
First, an outline of the
具体的には、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、格子状に並んだ複数の点光源30のうち、短手方向(Y軸)に並んだ複数の点光源30を単体で覆い、長手方向(X軸)に沿って並列して配置される。レンズ50Bは、上面視において矩形状または略矩形状である。本実施形態にかかるレンズ50Bは、上面視において、短手方向(Y軸)に平行に延びる辺が長辺で、長手方向(X軸)に平行な方向に延びる辺が短辺の長方形形状である。
Specifically, the
このように、レンズ50Bは、短手方向に並ぶ複数の点光源30を覆うことで、長手方向に並ぶ複数の点光源30を覆う場合に比べて、レンズ長を短くすることができる。
Thus, by covering the plurality of point
これは、点光源30の発熱や、周囲環境温度により、レンズ50Bが熱膨張(収縮)するためであり、レンズ50Bの熱膨張により点光源30とレンズ50Bとの位置ずれが起こることによるレンズ50Bの光学特性の低下を抑制するためである。仮に、レンズ50Bの単位体積当たりの膨張率が同じであると仮定すると、レンズ長が長いほど、膨張(収縮)する体積が増えるのでレンズ50Bが大きく膨張(収縮)する。
This is because the
また、図10を用いて後述するように、出射面51bには、点光源30の直上部に対応する位置に設けられる凹部53bや、隣接する点光源30間に透過部52bが形成される。凹部53bや透過部52bは、点光源30の位置を基準にして設計される。
Further, as will be described later with reference to FIG. 10, the
各点光源30と透過部52bや凹部53bとの相対位置にズレが生じると、出射面51や凹部53bの配光特性が低下する。つまり、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、比較的レンズ長が短くて済む短手方向に配列した点光源30を覆うことで、各点光源30と透過部52bや凹部53bとの位置ずれを抑制する。これにより、レンズ50Bの熱膨張あるいは熱収縮による配光特性の低下を抑制することが可能となる。
When the relative position between each point
また、図9に示すように、レンズ50Bは、一列の点光源30を覆う。これにより、レンズ50Bの幅(X軸方向の長さ)を小さくすることができるので、出射面が湾曲した面状照明装置1に適用することができる。
Further, as shown in FIG. 9, the
続いて、図10を用いて第2の実施形態に係るレンズ50Bの断面模式図について説明する。図10は、図9に示すC−C線に沿った断面模式図である。図10に示すように、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、出射面51bに複数の透過部52bと、複数の凹部53bと、平坦部57bとが形成される。
Subsequently, a schematic cross-sectional view of the
透過部52bは、凹部53bの周囲に設けられる。例えば、断面視において、透過部52bは、対応する点光源30とかかる点光源30に隣接する点光源30との間である境界領域に設けられる。本実施形態に係るレンズ50にBにおいて、透過部52bは、断面に直線または曲線を有し、出射面51から突出する突起物である。また、本実施形態に係る透過部52は、レンズ50Bが覆う点光源30の配列向きと略直交する向きに配列される。言い換えれば、透過部52bは、長手方向(X軸)に沿って形成される。また、凹部53bは、対応する点光源30の直上部に対応する位置に設けられ、出射面51bから裏面54bに向かって窪んだ形状である。また、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、裏面54bが平坦に形成され、その全面に反射部55bが均一に形成される。
The transmitting
つまり、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、複数の点光源30から出射した光を対応する凹部53bで裏面54b側に反射し、再度、反射部55bによって出射面51b側に反射させる。そして、かかる光を出射面51bの平坦部57bから出射させる。
That is, the
このように、第2の実施形態に係るレンズ50Bは、各点光源30に対応する位置に凹部53bを形成し、互いに隣接する点光源30との境界領域に透過部52bを形成する。
透過部52bは、第1の実施形態に係る透過部52と同様、出射光の一部を屈折透過し、隣接する出射面51bとの境界部に光の出射を促進する。これにより、複数の点光源を覆う場合であっても、出射面51bの境界部の輝度を向上させることができる。つまり、第1の実施形態に係るレンズ50と同様に、輝度の均一性を向上させることが可能となる。さらに、透過部52bにより、隣接する出射面51b側へと導光する光を抑制する(例えば、図10の出射面51b−1から隣接する出射面51b―2側へ導光する光を抑制する)。言い換えれば、透過部52bにより、隣接する出射面51bへの光の漏れを抑制する。これにより、点光源30を個別点灯した際、コントラストを向上させることが可能となる。なお、本実施形態では、レンズの境界部とは、出射面51の境界領域の上方の領域のことであり、点光源30からの光が届きにくく、点光源30の点灯時に暗くなりやすい領域である。
As described above, in the
The transmitting
<第3の実施形態>
次に、図11〜図13を用いて第3の実施形態に係るレンズ50Cについて説明する。図11は、第3の実施形態に係るレンズ50Cの断面模式図であり、図5に示すB−B線に沿った断面図に対応する。図12は、第3の実施形態に係るレンズ50Cの裏面54c側から見た斜視図である。図13は、第3の実施形態に係るレンズ50Cの配光特性を示す図である。
Third Embodiment
Next, a
第3の実施形態に係るレンズ50Cは、第1の実施形態に係るレンズ50と同様に、単体で1つの点光源30を覆うレンズである。第3の実施形態に係るレンズ50Cは、図6に示す第1の実施形態に係るレンズ50と裏面54cの形状が異なる点で相違する。
The
第3の実施形態に係るレンズ50Cは、出射面51cに、透過部52cと、凹部53cと、平坦部57cとを備え、裏面54cに反射部55cを備える。また、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、裏面54cの端部から中央に向けて楔状に突出し、かかる楔状の先端が例えば、平坦状に形成される。
The
より詳細には、図12に示すように、裏面54cは、楔の末端側の各辺から中央に向かって傾斜した傾斜部58を有する。また、図12に示す例では、裏面54cにおいて、楔の先端が略平面であるが、これに限定されない。例えば、かかる先端は、ドーム形状等であってもよい。また、図12に示す例では、第3の実施形態に係るレンズ50Cにおいて裏面54cが、ピラミッド形状に形成される場合について示しているが、これに限定されない。
More specifically, as shown in FIG. 12, the
続いて、図13を用いて第3の実施形態に係るレンズ50Cの配光特性について説明する。なお、図13では、説明を簡単にするため、透過部52cおよび反射部55cの記載を省略する。
Subsequently, the light distribution characteristic of the
図13に示すように、点光源30から出射した光は、裏面54cからレンズ50Cに入射する。続いて、レンズ50Cに入射した光は、凹部53cによって裏面54c側に反射する。このとき、かかる光は、傾斜部58に対して所定の入射角を持って入射する。これにより、出射面51cで裏面54c側に反射した光は、傾斜部58によって再度出射面51c側に反射する。
As shown in FIG. 13, light emitted from the point
つまり、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、裏面54cに傾斜部58を設けることで、傾斜部58による全反射を促進する。すなわち、傾斜部58は、裏面54cから点光源30側に光が透過するのを抑制する。これにより、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、出射効率および輝度を向上させることができる。また、傾斜部58により、隣接するレンズ50Cへと光が漏れることを抑制できる、したがって、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、点光源30を個別点灯した際のコントラストを向上させることも可能である。
That is, the
なお、上述のように、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、出射面51cに透過部52cと、裏面54cに反射部55cとをさらに備える。透過部52cは、出射光の一部を屈折透過させるので、隣接するレンズ50Cとの境界部へと光の出射を促進し、出射面51cの輝度を均一化することが可能である。反射部55cは、裏面54cから光が出射するのを抑制し、出射面51cに向けて光を反射する。
As described above, the
つまり、第3の実施形態に係るレンズ50Cでは、裏面54cに反射部55cに加えて、傾斜部58を設けることで、反射部55cおよび傾斜部58の双方で出射面51cに向けて光を反射する。
That is, in the
これにより、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、第1および第2の実施形態に係るレンズ50、50Bと同様に、輝度の均一化を向上させることができる。また、第3の実施形態に係るレンズ50Cは、裏面54cからの光の漏れおよび隣接するレンズ50Cへ導光する光を傾斜部58によって抑制することができる。したがって、出射効率を向上させるとともに、輝度を均一化することができる。さらに点光源30を個別点灯した際のコントラストを向上させることが可能となる。
As a result, the
<第4の実施形態>
次に、図14および図15を用いて第4の実施形態に係るレンズ50Dについて説明する。図14は、第4の実施形態に係るレンズ50Dの断面模式図であり、図9に示すC−C線に沿った断面模式図に対応する。また、図15は、第4の実施形態に係るレンズ50Dの裏面54d側から見た斜視図である。
Fourth Embodiment
Next, a
図14に示すように、第4の実施形態に係るレンズ50Dは、図10で既に説明したレンズ50Bと裏面54dの形状が異なる。つまり、第4の実施形態に係るレンズ50Dにおいて、出射面51dには、透過部52dと、凹部53dと、平坦部57dとが形成され、裏面54dには、反射部55dが形成される。
As shown in FIG. 14, in the
また、裏面54dは、1つの点光源30に対する形状が既に図12を用いて説明した第3の実施形態に係るレンズ50Cと同一である。すなわち、図15に示すように、第4の実施形態に係るレンズ50Dにおいて、裏面54dは、各点光源30に向かって楔状に突出した形状である。例えば、裏面54dは、1つの楔が4つの傾斜部58dによって構成される。かかる楔の先端側に点光源30が配置される。
In addition, the
第4の実施形態に係るレンズ50Dにおいて、傾斜部58dは、光が裏面54d側から透過することを抑制することができる。また、第4の実施形態に係るレンズ50Dは、出射面51dに透過部52dと、裏面54dに反射部55dとをさらに備える。
In the
したがって、第4の実施形態に係るレンズ50Dは、第3の実施形態に係るレンズ50Cと同様に、輝度の均一性を向上するとともに、出射効率および点光源30を個別点灯した際のコントラストを向上させることが可能となる。
Therefore, the
上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 The present invention is not limited by the above embodiment. The present invention also includes those configured by appropriately combining the above-described components. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the present invention are not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
1 面状照明装置、20 基板、30 点光源、40 反射板、50 レンズ、52 透過部、53 凹部、55 反射部、57 平坦部
Claims (14)
前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、
前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部と
を備えるレンズ。 A reflecting portion provided on a back surface that is a main surface facing a point light source, and reflecting light reflected to the back surface side from an emitting surface that is a main surface facing the back surface to the emitting surface side;
A recessed portion recessed in the thickness direction from the light emission surface at a portion immediately above the point light source;
A transmitting portion provided at an outer peripheral portion of the recess and transmitting light from the emission surface.
前記点光源毎に設けられ、
前記透過部は、
前記出射面の各辺に当接する
請求項1に記載のレンズ。 The lens is
Provided for each point light source,
The transparent portion is
The lens according to claim 1, wherein the lens abuts on each side of the exit surface.
断面に直線を有し、前記出射面から突出する筋状の突起物である
請求項1または2に記載のレンズ。 The transparent portion is
The lens according to claim 1 or 2, which is a linear protrusion having a straight line in cross section and protruding from the light emitting surface.
断面に曲線を有し、前記出射面から突出する筋状の突起物である
請求項1または2に記載のレンズ。 The transparent portion is
The lens according to claim 1 or 2, which is a streak-like protrusion having a curve in a cross section and protruding from the emission surface.
同心円状に形成される
請求項1〜4のいずれか一つに記載のレンズ。 The transparent portion is
The lens according to any one of claims 1 to 4, which is formed concentrically.
断面形状が略逆円錐形状である、
請求項1〜5のいずれか一つに記載のレンズ。 The recess is
The cross-sectional shape is a substantially inverted conical shape,
The lens according to any one of claims 1 to 5.
格子状に配列された前記点光源のうち、短手方向に並んだ複数の点光源を覆う
請求項1〜6のいずれか一つに記載のレンズ。 The lens is
The lens according to any one of claims 1 to 6, which covers a plurality of point light sources arranged in the lateral direction among the point light sources arranged in a lattice.
上面視において略矩形状であり、
前記透過部は、
互いに隣接する前記点光源の境界領域に設けられる
請求項7に記載のレンズ。 The lens is
Substantially rectangular in top view,
The transparent portion is
The lens according to claim 7, wherein the lens is provided in a boundary area of the point light sources adjacent to each other.
前記点光源毎に設けられる複数のレンズと、
前記基板と前記複数のレンズとを収容するフレームと
を備える面状照明装置であって、
前記レンズは、
前記点光源と対向する主面である裏面に設けられ、前記裏面と対向する主面である出射面から前記裏面側に反射した光を前記出射面側に反射させる反射部と、
前記点光源の直上部において前記出射面から厚み方向に窪んだ凹部と、
前記凹部の外周部に設けられ、前記出射面から光を透過させる透過部と
を備える面状照明装置。 A substrate having a main surface on which a plurality of point light sources are mounted in a grid shape;
A plurality of lenses provided for each of the point light sources;
A planar illumination device comprising: a frame for containing the substrate and the plurality of lenses;
The lens is
A reflecting portion provided on a back surface that is a main surface facing the point light source, and reflecting light reflected to the back surface side from an emitting surface that is a main surface facing the back surface to the emitting surface side;
A recessed portion recessed in the thickness direction from the light emission surface at a portion immediately above the point light source;
A planar illumination device comprising: a transmitting portion provided on an outer peripheral portion of the recess and transmitting light from the emission surface.
前記出射面の各辺に当接する
請求項9に記載の面状照明装置。 The transmission part of the lens is
The planar illumination device according to claim 9, wherein the planar illumination device abuts on each side of the emission surface.
断面に直線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である
請求項9または10に記載の面状照明装置。 The transmission part of the lens is
The planar illumination device according to claim 9 or 10, wherein the projection is a linear projection having a straight line in cross section and protruding from the exit surface.
断面に曲線を有し、出射面から突出する筋状の突起物である
請求項9または10に記載の面状照明装置。 The transmission part of the lens is
The planar illumination device according to claim 9, wherein the planar illumination device has a curvilinear cross section and is a stripe-like protrusion protruding from the exit surface.
同心円状に形成される
請求項9〜12のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The transmission part of the lens is
The planar illuminating device as described in any one of Claims 9-12 formed concentrically.
断面形状が略逆円錐形状である、
請求項9〜13のいずれか一つに記載の面状照明装置。 The recess of the lens is
The cross-sectional shape is a substantially inverted conical shape,
The planar illumination device as described in any one of Claims 9-13.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017241198A JP2019109992A (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Lens and planar lighting device |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family
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Family Applications (1)
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JP2017241198A Pending JP2019109992A (en) | 2017-12-15 | 2017-12-15 | Lens and planar lighting device |
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Country | Link |
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-
2017
- 2017-12-15 JP JP2017241198A patent/JP2019109992A/en active Pending
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