JP2019109993A

JP2019109993A - Planar illuminating device

Info

Publication number: JP2019109993A
Application number: JP2017241199A
Authority: JP
Inventors: 英椋本; Suguru MUKUMOTO
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-07-04

Abstract

To improve uniformity of contrast and luminance.SOLUTION: A planar illuminating device according to an embodiment comprises a plurality of point light sources arranged in a grid pattern, a reflection plate comprising a frame part surrounding respective side surfaces of the plurality of point light sources, and a lens of which at least a portion is provided opposite to the point light sources across an opening surface of the frame part.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、面状照明装置に関する。 The present invention relates to a planar 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、かかる面状照明装置は、輝度のコントラストとともに、隣接する複数の点光源を発光させた場合には、対応する発光面全体の輝度を均一にする輝度の均一性が求められる。 In addition to the contrast of luminance, such a planar illumination device is required to have uniformity of luminance to make the luminance of the entire corresponding light emitting surface uniform, when a plurality of adjacent point light sources are made to emit light.

特開２０１０−８８３７号公報JP, 2010-8837, A

しかしながら、コントラストと輝度の均一性とは、トレードオフの関係にある。このため、従来の面状照明装置では、コントラストと輝度の均一性との双方を十分に確保することが困難であった。 However, the contrast and the uniformity of luminance are in a trade-off relationship. For this reason, in the conventional planar illumination device, it is difficult to sufficiently secure both the contrast and the uniformity of the luminance.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コントラスト比と輝度の均一性とを向上させることができる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 planar illumination device which can improve contrast ratio and the uniformity of a brightness | luminance.

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面状照明装置は、格子状に配列された複数の点光源と、前記複数の点光源のそれぞれの側面を囲う枠部を有する反射板と、少なくとも一部が前記枠部の開口面を挟んで前記点光源と対向して設けられるレンズとを備える。 In order to solve the problems described above and achieve the object, a planar illumination device according to an aspect of the present invention encloses a plurality of point light sources arranged in a grid and respective side surfaces of the plurality of point light sources. A reflecting plate having a frame portion, and a lens at least a part of which is provided to face the point light source with the opening surface of the frame portion interposed therebetween.

本発明の一態様によれば、コントラスト比と輝度の均一性とを向上させることができる。 According to one embodiment of the present invention, the contrast ratio and the uniformity of luminance can be improved.

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上面図である。FIG. 1: is a top view which shows an example of the external appearance of the planar illuminating device which concerns on embodiment. 図２は、実施形態に係るレンズの配置例を示す上面図である。FIG. 2 is a top view showing an arrangement example of lenses according to the embodiment. 図３Ａは、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図（その１）である。FIG. 3A is a schematic cross-sectional view (No. 1) along the line AA shown in FIG. 図３Ｂは、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面模式図（その２）である。FIG. 3B is a schematic cross-sectional view (No. 2) along the line AA shown in FIG. 図４は、実施形態に係る反射板の上面図である。FIG. 4 is a top view of the reflecting plate according to the embodiment. 図５は、図４に示すＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line B-B shown in FIG. 図６は、実施形態に係るレンズの裏面側から見た斜視図である。FIG. 6 is a perspective view seen from the back side of the lens according to the embodiment. 図７は、実施形態に係る反射板およびレンズの配光特性を示す図である。FIG. 7 is a view showing light distribution characteristics of the reflecting plate and the lens according to the embodiment. 図８は、実施形態に係る枠部の有無による輝度分布の比較結果を示す図（その１）である。FIG. 8 is a diagram (part 1) illustrating the comparison result of the luminance distribution according to the presence or absence of the frame portion according to the embodiment. 図９は、実施形態に係る枠部の有無による輝度分布の比較結果を示す図（その２）である。FIG. 9 is a second diagram showing a comparison result of luminance distribution according to the presence or absence of a frame portion according to the embodiment. 図１０は、実施形態に係る枠部の有無による輝度分布の比較結果を示す図（その３）である。FIG. 10 is a third diagram showing a comparison result of luminance distribution according to the presence or absence of a frame portion according to the embodiment. 図１１は、変形例に係るレンズの概要を示す図である。FIG. 11 is a view showing an outline of a lens according to a modification. 図１２は、変形例に係るレンズの固定例を示す図である。FIG. 12 is a view showing a fixing example of a lens according to a modification.

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 planar illumination device 1 according to the present embodiment is a direct-type planar illumination device, and is used as a backlight of various liquid crystal display devices. Such a liquid crystal display device is, for example, an electronic speedometer of a vehicle, but is not limited thereto.

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 planar illumination device 1 according to the embodiment emits light from an emission area not covered by the frame 10. The connector C is connected with power supply wiring, signal wiring, and the like. That is, the planar illumination device 1 according to the embodiment is supplied with power and signals via the connector C.

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 lens 50 and the point light source 30, in FIG. 2, the point light source 30 is shown collectively.

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 point light sources 30 are arranged in a grid. Each point light source 30 is provided with a lens 50 from the emission direction. That is, in the planar illumination device 1, since the point light sources 30 are arranged in a grid, the lenses 50 are also arranged in a grid.

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 illuminating apparatus 1 according to the first embodiment will be described using FIGS. 3A and 3B. 3A and 3B are schematic cross-sectional views along the line AA shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the planar illumination device 1 according to the embodiment includes the frame 10, the substrate 20, the point light source 30, the reflection plate 40, the lens 50, the diffusion plate 60, the spacer 70, and optics. A seat 80 and an elastic member 90 are provided.

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 frame 10 is a sheet metal frame having high rigidity, for example, stainless steel, and accommodates the respective members of the planar illumination device 1. Also, the frame 10 includes, for example, an upper frame 11 and a lower frame 12.

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 upper frame 11 is disposed on the upper surface side of the lower frame 12. The upper frame 11 has a rectangular top plate 11 a having an opening formed at its central portion, and a side wall 11 b extending from the periphery of the top plate 11 a along the outer surface of the lower frame 12. The lower frame 12 has a rectangular bottom 12 a and a side wall 12 b extending from the periphery of the bottom 12 a along the inner side of the upper frame 11.

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。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 substrate 20 is made of, for example, an epoxy resin or PI (polyimide), and a plurality of point light sources 30 are mounted in a grid. The point light source 30 is, for example, a light emitting diode (LED). The point light source 30 is disposed on the substrate 20 such that the optical axis is substantially perpendicular to the lens 50.

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 reflection plate 40 is formed of, for example, a white resin or the like. The reflecting plate 40 reflects the light reflected by the lens 50 toward the reflecting plate 40 toward the lens 50 again. Thus, the emission efficiency can be improved. The configuration of the reflection plate 40 will be described later with reference to FIG.

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、例えば外形形状が上面視において矩形状または略矩形状に形成される。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 lens 50 performs light distribution control of light emitted from the point light source 30. The lens 50 is formed, for example, in a rectangular shape or a substantially rectangular shape in top view. As a material of the lens 50, for example, PMMA (polymethyl methacrylate) or polycarbonate can be used, but it is not limited thereto. The light whose light distribution is controlled by the lens 50 is emitted to the diffusion plate 60. The lens 50 also has a leg 56 that protrudes toward the substrate 20. For example, in the lens 50, an adhesive member such as an adhesive is applied to the bottom of the leg 56, for example, and fixed to the substrate 20, but the fixing method is not limited thereto. The details of the lens 50 will be described later with reference to FIG.

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 diffusion plate 60 is made of a material such as resin and has a function of diffusing the light emitted from the lens 50. That is, the light emitted from the lens 50 is diffused by the diffusion plate 60 and guided to the optical sheet 80.

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 spacer 70 is disposed between the lens 50 and the diffusion plate 60, and keeps the distance between the lens 50 and the diffusion plate 60 constant. The material of the spacer 70 is not particularly limited. For example, the spacer 70 may be formed of a white resin and have a function of reflecting light emitted from the lens 50. The spacer 70 presses the diffusion plate 60 from the lower surface side along the longitudinal direction (X axis) of the planar illumination device 1, and presses the lens 50 from the upper surface side along the longitudinal direction. The spacer 70 may not necessarily hold the distance between the lens 50 and the diffusion plate 60 in the lateral direction (Y axis) of the planar illumination device 1.

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 optical sheet 80 performs optical adjustment such as equalization and orientation control on the light emitted from the diffusion plate 60, and emits the light subjected to the optical adjustment. The example shown in FIG. 3 exemplifies the case where the optical sheet 80 is composed of two sheets of the first sheet 81 and the second sheet 82.

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 first sheet 81 is a BEF (Brightness Enhancement Film), and the second sheet 82 is a DBEF (Dual Brightness Enhancement Film), but the first sheet 81 may be arbitrarily changed according to the light emission mode required for the surface illumination device 1 Is possible. The optical sheet 80 is fixed to the exit surface of the diffusion plate 60 by, for example, an adhesive or an adhesive member such as a double-sided tape.

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 elastic member 90 is a frame-like member having elasticity, such as rubber or sponge. The elastic member 90 is provided on the optical sheet 80, holds the diffusion plate 60 and the optical sheet 80 between the spacer 70 and holds the same, and presses the lens 50 through the spacer 70 by its elastic force. In addition, when vibration occurs in the planar lighting device 1, the elastic member 90 absorbs the vibration. The elastic member 90 is disposed between the upper frame 11 and the diffusion plate 60, and presses the diffusion plate 60 from the top plate side of the upper frame 11. The elastic member 90 is not limited to the frame shape, and for example, a plurality of rod-like elastic members having a rectangular cross-sectional shape may be used.

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 elastic member 90 may be provided so as to avoid the upper surface of the optical sheet 80. Specifically, as shown in FIG. 3B, the elastic member 90 is installed on the upper surface of the diffusion plate 60, and is pressed toward the diffusion plate 60 by the top plate 11a. Also, the optical sheet 80 is installed on the side surface of the elastic member 90. In such a case, the optical sheet 80 is smaller than the diffusion plate 60 in top view, and the elastic member 90 is provided in a region where the optical sheet 80 does not cover the diffusion plate 60. Accordingly, it is possible to suppress the wrinkles of the optical sheet 80 when the planar illumination device 1 is manufactured or when the planar illumination device 1 vibrates.

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 plate 40 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a top view of the reflecting plate 40 according to the embodiment. In FIG. 4, a part of the reflecting plate 40 is extracted and shown, and the point light source 30 and the lens 50 are shown together. As shown in FIG. 4, the reflection plate 40 includes a bottom surface 41 and a frame 42.

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 bottom surface 41 is provided with a plurality of openings, and the point light source 30 mounted on the substrate 20 is inserted from the substrate 20 side through the openings. The frame 42 encloses the side of each point light source 30. Since the point light sources 30 are arranged in a lattice, the frame portions 42 are formed in a lattice so as to surround the side surfaces of the point light sources 30 arranged in a lattice.

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へ漏れることおよび点光源３０から反射板４０へと直接光が入射す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 plate 40 which concerns on embodiment is provided so that each point light source 30 may be divided. Thereby, it is possible to suppress that the light reflected to the reflection plate 40 by the lens 50 leaks to the adjacent point light source 30 and that the light is directly incident on the reflection plate 40 from the point light source 30. In other words, it is also possible to improve the contrast when the point light sources 30 are individually lit. For example, the frame portion 42 has a tapered shape that protrudes from the bottom surface 41 toward the lens 50 (the front side in the drawing) and narrows in width from the bottom surface 41 toward the lens 50.

続いて、図５を用いて実施形態に係る反射板４０の断面形状について説明する。図５は、図４に示すＢ−Ｂ線に沿った断面模式図である。なお、図５では、レンズ５０および点光源３０を併せて示す。 Then, the cross-sectional shape of the reflecting plate 40 which concerns on embodiment using FIG. 5 is demonstrated. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line B-B shown in FIG. In FIG. 5, the lens 50 and the point light source 30 are shown together.

図５に示すように、断面視において枠部４２は、レンズ５０側から基板２０（点光源３０）に向けて広がるテーパ状である。言い換えれば、各点光源３０から見た場合に、枠部４２は登り傾斜となる。 As shown in FIG. 5, in a cross-sectional view, the frame portion 42 has a tapered shape that spreads from the lens 50 side toward the substrate 20 (point light source 30). In other words, when viewed from each of the point light sources 30, the frame portion 42 is inclined upward.

また、レンズ５０は、出射面５１に点光源３０の直上部において、厚み方向に窪んだ凹部５２を有する。本実施形態では、凹部５２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５２は、点光源３０から出射した光を裏面５３側に反射させる機能を有する。なお、凹部５２では必ずしも点光源３０から出射する全ての光を裏面５３側に反射させる必要はなく、凹部５２から拡散板６０へと透過する光があってもよい。 In addition, the lens 50 has a recessed portion 52 recessed in the thickness direction immediately above the point light source 30 on the exit surface 51. In the present embodiment, the cross-sectional shape of the recess 52 is formed in a substantially inverted conical shape (or a weir shape). The recess 52 has a function of reflecting the light emitted from the point light source 30 to the back surface 53 side. In the recess 52, it is not necessary to reflect all the light emitted from the point light source 30 to the back surface 53 side, and there may be light transmitted from the recess 52 to the diffusion plate 60.

また、レンズ５０の裏面５３には、反射部５４が形成される。反射部５４は、例えば、裏面５３から厚み方向に突出したドットであり、裏面５３全体に例えば均一に形成される。なお、凹部５２および反射部５４の光学特性については、反射板４０の光学特性とともに図７を用いて後述する。また、反射部５４はドットに限らない。 In addition, on the back surface 53 of the lens 50, a reflective portion 54 is formed. The reflective portion 54 is, for example, a dot protruding from the back surface 53 in the thickness direction, and is uniformly formed on the entire back surface 53, for example. The optical characteristics of the concave portion 52 and the reflecting portion 54 will be described later together with the optical characteristics of the reflecting plate 40 with reference to FIG. Also, the reflective portion 54 is not limited to dots.

また、図５に示すように、レンズ５０は、裏面５３が枠部４２よりも上面に配置される。すなわち、底面４１を基準として、脚部５６の方が枠部４２よりも高さが高く形成される。なお、レンズ５０は、少なくとも一部が枠部４２の開口面４５を挟んで点光源３０と対向して設けられることにしてもよい。言い換えれば、実施形態に係る面状照明装置１は、レンズ５０の出射面５１が枠部４２よりも上面に配置されていれば、後述する効果を奏することが可能である。 Further, as shown in FIG. 5, the rear surface 53 of the lens 50 is disposed on the upper surface of the frame portion 42. That is, the height of the leg portion 56 is formed higher than that of the frame portion 42 with reference to the bottom surface 41. The lens 50 may be provided so as to face at least a part of the point light source 30 with the opening surface 45 of the frame 42 interposed therebetween. In other words, the planar illumination device 1 according to the embodiment can exhibit the effects described later if the emission surface 51 of the lens 50 is disposed on the upper surface of the frame portion 42.

開口面４５は、１つの点光源３０に対応する枠部４２の先端部分を繋いだ面であり、図５では、開口面４５を破線で示す。なお、開口面４５は、必ずしも平面である必要はなく、曲面を含むことにしてもよい。また、上面視においてレンズ５０を枠部４２の開口面４５よりも大きくし、枠部４２上にレンズ５０を設置することにしてもよい。また、枠部４２は、テーパ状に限られず、断面視において直方体状であってもよい。 The opening surface 45 is a surface connecting the tip portions of the frame portion 42 corresponding to one point light source 30, and in FIG. 5, the opening surface 45 is indicated by a broken line. The opening surface 45 does not necessarily have to be a flat surface, and may include a curved surface. In addition, the lens 50 may be made larger than the opening surface 45 of the frame 42 in top view, and the lens 50 may be installed on the frame 42. Further, the frame portion 42 is not limited to the tapered shape, and may have a rectangular shape in a cross sectional view.

次に、図６を用いて実施形態に係るレンズ５０の裏面５３側の形状について説明する。図６は、実施形態に係るレンズ５０の裏面５３側から見た斜視図である。なお、図６では、図５に示した反射部５４の記載を省略して示す。 Next, the shape on the back surface 53 side of the lens 50 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view of the lens 50 according to the embodiment as viewed from the back surface 53 side. In addition, in FIG. 6, description of the reflection part 54 shown in FIG. 5 is abbreviate | omitted and shown.

図６に示すように、レンズ５０の裏面５３には、例えば、４つの脚部５６が形成される。４つの脚部５６は、例えば、それぞれ同じ高さに形成される。また、脚部５６のそれぞれの底面には、それぞれ接着剤やテープ等の接着部材を塗布され、基板２０に固定される。 As shown in FIG. 6, for example, four legs 56 are formed on the back surface 53 of the lens 50. The four legs 56 are formed, for example, at the same height. In addition, adhesive members such as an adhesive and a tape are respectively applied to the bottom surfaces of the legs 56 and fixed to the substrate 20.

これにより、レンズ５０を強固に基板２０に固定することができる。言い換えれば、レンズ５０と、点光源３０との位置ズレを防止することができる。なお、ここでは、レンズ５０が４つの脚部５６を備える場合について示したが、脚部５６は、３つ以下や５つ以上であってもよい。また、レンズ５０は、脚部５６以外で固定されることにしてもよい。 Thus, the lens 50 can be firmly fixed to the substrate 20. In other words, positional deviation between the lens 50 and the point light source 30 can be prevented. Here, although the case where the lens 50 includes the four legs 56 is shown, the number of the legs 56 may be three or less, or five or more. Also, the lens 50 may be fixed other than the leg 56.

次に、図７を用いて実施形態に係る反射板４０およびレンズ５０の配光特性について説明する。図７は、実施形態に係るレンズ５０および反射板４０の配光特性を示す図である。なお、図７では、光の光路を破線で示す。 Next, light distribution characteristics of the reflecting plate 40 and the lens 50 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view showing light distribution characteristics of the lens 50 and the reflection plate 40 according to the embodiment. In FIG. 7, the optical path of light is indicated by a broken line.

点光源３０から出射した光は、凹部５２によって裏面５３側に反射する。続いて、かかる光は、裏面５３に設けられた反射部５４によって再度出射面５１側に反射する。そして、反射部５４で反射された光は、出射面５１の平坦部５７から出射する。 The light emitted from the point light source 30 is reflected by the concave portion 52 to the back surface 53 side. Subsequently, the light is reflected by the reflection portion 54 provided on the back surface 53 to the emission surface 51 side again. Then, the light reflected by the reflection unit 54 is emitted from the flat portion 57 of the emission surface 51.

凹部５２で裏面５３側に反射した光は、裏面５３に設けられた反射部５４によって再び出射面５１側に反射されるものの、図示のように一部が裏面５３を透過する。裏面５３を透過した光は、反射板４０に導かれる。 Although the light reflected to the back surface 53 side by the concave portion 52 is reflected again to the emission surface 51 side by the reflecting portion 54 provided on the back surface 53, a part of the light is transmitted through the back surface 53 as illustrated. The light transmitted through the back surface 53 is guided to the reflection plate 40.

このとき、枠部４２に光が入射すると、枠部４２の傾斜した面で反射し、レンズ５０の間から出射する。つまり、枠部４２を傾斜させて設けることで、裏面５３を通過した光を隣接するレンズ５０間から出射することができる。 At this time, when light enters the frame portion 42, the light is reflected by the inclined surface of the frame portion 42 and is emitted from between the lenses 50. That is, the light passing through the back surface 53 can be emitted from between adjacent lenses 50 by providing the frame portion 42 in an inclined manner.

これにより、レンズ５０のみならず、レンズ５０の周囲から光を出射することが可能となる。つまり、実施形態に係る面状照明装置１は、枠部４２の１つの開口を１つの出射面として捉えると、開口全体で面発光することが可能となる。 Thus, light can be emitted not only from the lens 50 but also from the periphery of the lens 50. That is, the planar illumination device 1 according to the embodiment can emit surface light over the entire opening when one opening of the frame 42 is regarded as one output surface.

これにより、隣接するレンズ５０間の境界領域の輝度、すなわち、輝度の均一性を向上させることが可能となる。また、枠部４２を設けることで、隣接する枠部４２の開口への光の漏れを抑制することが可能となる。これにより、隣接するレンズ５０間での輝度のコントラストを向上させることが可能となる。 This makes it possible to improve the brightness of the boundary area between adjacent lenses 50, that is, the uniformity of the brightness. Further, by providing the frame portion 42, it is possible to suppress the leakage of light to the opening of the adjacent frame portion 42. This makes it possible to improve the brightness contrast between the adjacent lenses 50.

したがって、実施形態に係る面状照明装置１によれば、輝度の均一性およびコントラストの双方を向上させることが可能となる。また、枠部４２によって隣接するレンズ５０側への光の漏れを抑制するので、出射効率の向上も期待することができる。 Therefore, according to the planar illumination device 1 which concerns on embodiment, it becomes possible to improve both the uniformity and the contrast of a brightness | luminance. In addition, since the light leakage to the adjacent lens 50 side is suppressed by the frame portion 42, improvement of the emission efficiency can also be expected.

次に、図８〜図１０を用いて枠部４２の有無による比較結果について説明する。図８〜図１０は、実施形態に係る枠部４２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〜図１０では、点光源３０を格子状に９灯配置し、それぞれ異なる数の点光源３０を点灯させた場合における輝度分布のシミュレーション結果を示す。また、以下の図面に示す丸は、それぞれ点光源３０の位置を示す。なお、以下においては、図８および図９では、輝度を濃淡で表し、濃淡が濃いほど、輝度が強いものとし、図１０では、濃淡が薄いほど、輝度が強いものとする。 Next, the comparison result by the presence or absence of the frame part 42 is demonstrated using FIGS. 8-10. FIGS. 8-10 is a figure which shows the comparison result of the luminance distribution by the presence or absence of the frame part 42 which concerns on embodiment. 8 to 10 show simulation results of the luminance distribution in the case where nine point light sources 30 are arranged in a grid shape and the different number of point light sources 30 are lighted. Moreover, the circles shown in the following drawings indicate the positions of the point light sources 30, respectively. In the following, in FIG. 8 and FIG. 9, the luminance is represented by light and shade, the darker and darker the luminance is higher, and in FIG. 10, the lighter and darker light and the luminance is higher.

まず、図８を用いて９灯点灯時の比較結果について説明する。図８に示すように、反射板４０に枠部４２がある場合の方が、反射板４０に枠部４２がない場合に比べて全体的に輝度が向上することが分かる。 First, the comparison result when 9 lamps are lit will be described using FIG. As shown in FIG. 8, it can be seen that the luminance is generally improved in the case where the frame portion 42 is present in the reflection plate 40 as compared with the case where the frame portion 42 is not provided in the reflection plate 40.

これは、上述のように、枠部４２によって出射効率が向上したためである。すなわち、枠部４２によって、点光源３０から出射した光を隣接する点光源３０側に漏らすことなく、効率的に出射面５１側から出射させることができるので、輝度コントラストを向上させることが可能となる。 This is because, as described above, the frame portion 42 improves the emission efficiency. That is, since the light emitted from the point light source 30 can be efficiently emitted from the side of the emission surface 51 without leaking to the adjacent point light source 30 side by the frame portion 42, the brightness contrast can be improved. Become.

次に、図９を用いて４隅および中央に位置する５つの点光源３０を点灯させた場合について説明する。図９に示すように、枠部４２がある方が、枠部４２がない場合に比べて、点灯している点光源３０上の輝度が向上し、点灯していない点光源３０間との境界が明確である。 Next, the case where the five point light sources 30 located at the four corners and the center are turned on will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the luminance on the lit point light source 30 is improved when the frame 42 is present compared to when the frame 42 is not present, and the boundary between the non-lit point light sources 30 Is clear.

すなわち、枠部４２がない場合、点灯している点光源３０上の輝度が弱く、隣接する点光源３０の境界が、枠部４２がある場合に比べて不明確である。一方、枠部４２がある場合、枠部４２がない場合に比べて出射効率が高いので、点灯している点光源３０上の輝度が強くなる。また、枠部４２によって隣接する点光源３０側に光を漏らさないので、点灯していない点光源３０とのコントラストを向上させることが可能となる。 That is, when there is no frame portion 42, the brightness on the lit point light source 30 is weak, and the boundary between adjacent point light sources 30 is unclear as compared with the case where the frame portion 42 is present. On the other hand, when the frame portion 42 is present, the emission efficiency is high as compared with the case where the frame portion 42 is not present, so the luminance on the lit point light source 30 becomes strong. Further, since light is not leaked to the adjacent point light source 30 side by the frame portion 42, it is possible to improve the contrast with the point light source 30 which is not lit.

次に、図１０を用いて中央の位置する１つの点光源３０を点灯させた場合について説明する。図１０に示すように、枠部４２がある方が、点光源３０直上の中心の輝度が向上し、かつ、他の点光源３０とのコントラストが向上する。 Next, the case where one point light source 30 located at the center is turned on will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, the presence of the frame portion 42 improves the luminance at the center directly above the point light source 30, and improves the contrast with the other point light sources 30.

すなわち、図８〜図１０に示したいずれもの場合においても、反射板４０に枠部４２を設けた場合の方が、反射板４０に枠部４２がない場合に比べ、輝度およびコントラストが向上する。 That is, in any of the cases shown in FIGS. 8 to 10, the luminance and the contrast are improved in the case where the frame portion 42 is provided in the reflection plate 40 as compared with the case where the frame portion 42 is not provided in the reflection plate 40. .

つまり、実施形態に係る面状照明装置１は、反射板４０に枠部４２を設けることで、多様な点灯パターンにおいても、コントラストと輝度の均一性とを向上させることができる。 That is, the planar illumination device 1 according to the embodiment can improve the contrast and the uniformity of the luminance even in various lighting patterns by providing the frame portion 42 in the reflection plate 40.

上述したように、実施形態に係る面状照明装置１において、複数の点光源３０は、格子状に配列される。反射板４０は、複数の点光源３０のそれぞれの側面を囲う枠部４２を有する。レンズ５０は、少なくとも一部が枠部４２の開口面４５を挟んで点光源３０と対向して設けられる。したがって、実施形態に係る面状照明装置１によれば、コントラストと輝度の均一性とを向上させることができる。 As described above, in the planar illumination device 1 according to the embodiment, the plurality of point light sources 30 are arranged in a grid. The reflecting plate 40 has a frame portion 42 surrounding the side surface of each of the plurality of point light sources 30. At least a part of the lens 50 is provided to face the point light source 30 with the opening surface 45 of the frame portion 42 interposed therebetween. Therefore, according to the planar illumination device 1 which concerns on embodiment, the uniformity of contrast and brightness | luminance can be improved.

＜変形例＞
ところで、上述した実施形態では、レンズ５０が点光源３０毎に設けられるレンズである場合について説明したが、レンズ５０は単体で複数の点光源３０を覆うレンズであってもよい。そこで、以下、本発明を単体で複数の点光源３０を覆うレンズに適用する場合について説明する。 <Modification>
By the way, although the case where the lens 50 is a lens provided for every point light source 30 was explained in the embodiment mentioned above, the lens 50 may be a lens which covers a plurality of point light sources 30 alone. Therefore, the case where the present invention is applied to a lens that covers a plurality of point light sources 30 alone will be described below.

まず、図１１を用いて変形例に係るレンズ５０Ｂの概要について説明する。図１１は、変形例に係るレンズの配置例を示す上面図である。図１１に示すように、変形例に係るレンズ５０Ｂは、複数の点光源３０を覆う点で実施形態に係るレンズ５０と異なる。 First, an outline of a lens 50B according to a modification will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a top view showing an arrangement example of lenses according to a modification. As shown in FIG. 11, the lens 50 </ b> B according to the modification differs from the lens 50 according to the embodiment in that the lens 50 </ b> B covers a plurality of point light sources 30.

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。 Among the plurality of point light sources 30 arranged in a grid, the plurality of point light sources 30 arranged in the short direction (Y axis) is covered alone and arranged in parallel along the longitudinal direction (X axis). The lens 50B is rectangular or substantially rectangular in top view. The lens 50B according to the present embodiment has a rectangular shape in which the side extending in parallel to the short direction (Y axis) is a long side and the side extending in a direction parallel to the longitudinal direction (X axis) is a short side in top view is there.

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 light sources 30 aligned in the short direction, the lens 50B can shorten the lens length as compared to the case of covering the plurality of point light sources 30 aligned in the longitudinal direction.

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 lens 50B thermally expands (contracts) due to the heat generation of the point light source 30 and the ambient environment temperature, and the lens 50B is caused by positional deviation between the point light source 30 and the lens 50B due to the thermal expansion of the lens 50B. In order to suppress the deterioration of the optical characteristics of Assuming that the expansion coefficient per unit volume of the lens 50B is the same, the longer the lens length, the larger the expansion (contraction) volume, so the lens 50B expands (contracts) more.

また、レンズ５０Ｂには、点光源３０の位置を基準にしてレンズ５０Ｂと同様に凹部５２（ここでは不図示）が形成される。このため、レンズ５０と点光源３０との位置にズレが生じると、レンズ５０の配光特性が低下する。 Further, the concave portion 52 (not shown here) is formed in the lens 50B similarly to the lens 50B based on the position of the point light source 30. For this reason, when a shift occurs between the position of the lens 50 and the point light source 30, the light distribution characteristic of the lens 50 is degraded.

つまり、変形例に係るレンズ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、レンズ５０Ｂの熱膨張あるいは熱収縮によるレンズ５０Ｂと点光源３０との位置ずれを小さくすることができる。これにより、配光特性の低下を抑制することが可能となる。 That is, the lens 50B according to the modification covers the point light sources 30 arranged in the short direction so that the lens length is relatively short, so that the positions of the lens 50B and the point light sources 30 due to thermal expansion or thermal contraction of the lens 50B. Deviation can be reduced. This makes it possible to suppress the deterioration of the light distribution characteristic.

また、図１１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. 11, the lens 50B covers a row of point light sources 30. As a result, the width (length in the X-axis direction) of the lens 50B can be reduced, so that the lens 50B can be applied to the planar illumination device 1 having a curved exit surface.

なお、レンズ５０Ｂは、長手方向に沿って点光源３０を覆うようにしてもよく、また、複数の列の点光源３０を覆うようにしてもよい。かかる場合に、レンズ５０Ｂの枚数を少なくすることができるため、組み立て工程を短くすることができる。 The lens 50B may cover the point light sources 30 along the longitudinal direction, or may cover a plurality of rows of point light sources 30. In such a case, the number of lenses 50B can be reduced, so that the assembly process can be shortened.

次に、図１２を用いて変形例に係るレンズ５０Ｂの固定例について説明する。図１２は、変形例に係るレンズ５０Ｂの固定例を示す図である。図１２に示すように、レンズ５０Ｂは、底面側から枠部４２により支持される。すなわち、枠部４２は、上述の配光制御のみならず、レンズ５０Ｂを支持することも可能である。 Next, a fixing example of the lens 50B according to the modification will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a view showing a fixing example of the lens 50B according to the modification. As shown in FIG. 12, the lens 50B is supported by the frame portion 42 from the bottom side. That is, the frame portion 42 can support not only the above-described light distribution control but also the lens 50B.

また、レンズ５０Ｂは、上面側からスペーサ７０によって押圧される。スペーサ７０には、上フレーム１１（図３Ａ等参照）から所定の押圧力が加わり、スペーサ７０は、かかる押圧力によってレンズ５０Ｂを押圧することができる。 Further, the lens 50B is pressed by the spacer 70 from the upper surface side. A predetermined pressing force is applied to the spacer 70 from the upper frame 11 (see FIG. 3A and the like), and the spacer 70 can press the lens 50B by the pressing force.

また、レンズ５０Ｂは、脚部５６Ｂが基板２０に設けられた貫通孔に挿入されることで、基板２０上に固定される。これにより、レンズ５０Ｂが、基板２０から側面（ＸＹ平面）方向へずれるのを抑制することができる。すなわち、変形例に係るレンズ５０Ｂは、上面からスペーサ７０によって押圧され、かつ、脚部５６Ｂによって基板２０上に位置決めされる。これにより、レンズ５０Ｂの位置ずれを抑制することができるので、レンズ５０Ｂの位置ずれによる配光特性の低下を抑制することが可能となる。 The lens 50 </ b> B is fixed on the substrate 20 by inserting the leg 56 </ b> B into the through hole provided in the substrate 20. Thereby, the lens 50B can be prevented from being displaced from the substrate 20 in the side surface (XY plane) direction. That is, the lens 50B according to the modification is pressed from the upper surface by the spacer 70 and positioned on the substrate 20 by the leg 56B. Thereby, since the positional deviation of the lens 50B can be suppressed, it is possible to suppress the deterioration of the light distribution characteristic due to the positional deviation of the lens 50B.

また、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。 Further, 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、１Ｂ面状照明装置、２０基板、３０点光源、４０反射板、４２枠部、４５開口面、５０レンズ、５２凹部、５４反射部 1, 1 B planar illumination device, 20 substrates, 30 point light sources, 40 reflectors, 42 frames, 45 apertures, 50 lenses, 52 recesses, 54 reflectors

Claims

Multiple point light sources arranged in a grid,
A reflective plate having a frame portion surrounding side surfaces of the plurality of point light sources;
A planar illumination device comprising: a lens at least a part of which is provided to face the point light source across the opening surface of the frame portion.

The frame portion is
The planar illumination device according to claim 1, wherein the planar illumination device has a tapered shape spreading from the lens side toward the point light source side.

The lens is
The planar illumination device according to claim 1, provided for each of the point light sources, and smaller than one opening in the frame portion in top view.

The lens is
The planar illumination device according to claim 3, further comprising: a leg that contacts the substrate on which the point light source is mounted, and fixed to the substrate via the leg.

The lens is
The planar illumination device according to claim 1, wherein a plurality of the point light sources arranged in a short direction among the plurality of point light sources are covered.

The lens is
The planar illumination device according to claim 5 supported by the frame portion.