JP2021064505A - 光束制御部材、発光装置、面光源装置および表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型の面光源装置に用いた場合であっても輝度ムラを抑制することができる光束制御部材を提供すること。【解決手段】本発明に係る光束制御部材は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、裏側において中心軸と交わるように配置されている入射面と、表側において前記中心軸を取り囲むように配置されている複数の第１凸条と、表側において前記複数の第１凸条を取り囲むように配置されている出射面と、を有し、前記光束制御部材を平面視したときに、前記複数の第１凸条は、前記中心軸に対して放射状に配置されている。【選択図】図４

Description

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材に関する。また、本発明は、前記光束制御部材を有する発光装置、前記発光装置を有する面光源装置、および前記面光源装置を有する表示装置に関する。

液晶表示装置などの透過型画像表示装置では、バックライトとして直下型の面光源装置を使用することがある。近年、光源として複数の発光素子を有する、直下型の面光源装置が使用されるようになってきている。

たとえば、直下型の面光源装置は、基板、複数の発光素子、複数の光束制御部材（レンズ）および光拡散部材を有する。複数の発光素子は、基板上にマトリックス状に配置されている。各発光素子の上には、各発光素子から出射された光を基板の面方向に拡げる光束制御部材が配置されている。光束制御部材から出射された光は、光拡散部材（例えば光拡散板）により拡げられ、被照射部材（例えば液晶パネル）を面状に照らす。

図１は、特許文献１に示されている従来の光束制御部材の構成を示す断面図である。この図に示されるように、従来の光束制御部材２０は、発光素子１０から出射された光を入射する入射面２２と、入射面２２から入射した光を外部に出射する出射面２４とを有する。入射面２２は、発光素子１０に対して凹形状の面であり、発光素子１０と対向するように配置されている。また、光束制御部材２０の中心軸ＣＡの近傍においては、出射面２４も、凹形状の面である。この光束制御部材２０は、入射面２２および出射面２４において、発光素子１０から出射された光を発光素子１０の光軸（光束制御部材２０の中心軸ＣＡ）から離れる方向に屈折させることで、発光素子１０から出射された光を基板の面方向に拡げる。

特開２００９−４３６２８号公報

図１に示されているような従来の光束制御部材２０では、光束制御部材２０の中心軸ＣＡの近傍において入射面２２および出射面２４を凹形状の面とすることで、発光素子１０から直上方向に出射された光を、発光素子１０の光軸（光束制御部材２０の中心軸ＣＡ）から離れる方向に屈折させている。光束制御部材２０と光拡散部材との間隔がある程度広い場合は、発光素子１０から直上方向に出射され、光束制御部材２０により制御された光は、発光素子１０の光軸（光束制御部材２０の中心軸ＣＡ）から離れた位置において光拡散部材に到達する。このため、従来の光束制御部材２０を含む面光源装置において、発光素子１０の近傍領域が過度に明るくなることが抑制される。

しかしながら、近年、面光源装置の薄型化が求められている。面光源装置を薄型化するためには、光束制御部材２０と光拡散部材との間隔を非常に狭くする必要がある。このように光束制御部材２０と光拡散部材との間隔が非常に狭い場合、発光素子１０から直上方向に出射され、光束制御部材２０により制御された光は、発光素子１０の光軸（光束制御部材２０の中心軸ＣＡ）から離れる前に光拡散部材に到達してしまう。その結果、従来の光束制御部材２０を含む薄型の面光源装置では、発光素子１０の近傍領域が過度に明るくなり、輝度ムラが生じてしまう。

このように、従来の光束制御部材２０には、薄型の面光源装置に用いた場合に、輝度ムラが発生してしまうという問題があった。

本発明は、薄型の面光源装置に用いた場合であっても輝度ムラを抑制することができる光束制御部材を提供することを目的とする。

また、本発明は、この光束制御部材を有する発光装置、この発光装置を有する面光源装置、およびこの面光源装置を有する表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、前記光束制御部材の裏側において前記光束制御部材の中心軸と交わるように配置されている凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材の内部に入射させるための入射面と、前記光束制御部材の表側において前記中心軸を取り囲むように配置されており、前記入射面で入射した光の一部を反射させるための複数の第１凸条と、前記光束制御部材の表側において前記複数の第１凸条を取り囲むように配置されており、前記入射面で入射した光の一部を出射させるための出射面と、を有し、前記複数の第１凸条は、それぞれ、第１反射面、第２反射面、および前記第１反射面と前記第２反射面との交線である稜線を有しており、前記光束制御部材を平面視したときに、前記複数の第１凸条は、前記中心軸に対して放射状に配置されている。

本発明の発光装置は、発光素子と、前記入射面が前記発光素子と対向するように配置されている、本発明の光束制御部材と、を有する。

本発明の面光源装置は、本発明の発光装置と、前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材と、を有する。

本発明の表示装置は、本発明の面光源装置と、前記面光源装置から出射される光を照射される表示部材と、を有する。

本発明によれば、輝度ムラが低減された薄型の面光源装置を提供することができる。

図１は、従来の光束制御部材の構成を示す断面図である。 図２Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。 図３Ａ，Ｂは、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す断面図である。 図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。 図５Ａ〜Ｆは、実施の形態１に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図６Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る光束制御部材において、裏面に傾斜面がある場合の構成を示す図である。 図７Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る光束制御部材において、裏面の傾斜面に複数の第２凸条がある場合の構成を示す図である。 図８Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係る面光源装置の１つの発光装置についての輝度分布の測定結果を示す図である。 図９Ａ〜Ｆは、実施の形態２に係る光束制御部材の構成を示す図である。 図１０Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材において、裏面に傾斜面がある場合の構成を示す図である。 図１１Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材において、裏面の傾斜面に複数の凸条がある場合の構成を示す図である。 図１２Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係る面光源装置の１つの発光装置についての輝度分布の測定結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、本発明の面光源装置の代表例として、液晶表示装置のバックライトなどに適する面光源装置について説明する。これらの面光源装置１００は、面光源装置からの光を照射される表示部材（被照射部材）１０２（例えば液晶パネル）と組み合わせることで、表示装置１００’として使用されうる。

［実施の形態１］
（面光源装置および発光装置の構成）
図２〜４は、実施の形態１に係る面光源装置の構成を示す図である。図２Ａは、平面図であり、図２Ｂは、正面図である。図３Ａは、図２Ｂに示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図３Ｂは、図２Ａに示されるＢ−Ｂ線の断面図である。図４は、図３Ｂの一部を拡大した部分拡大断面図である。

図２，３に示されるように、実施の形態１に係る面光源装置１００は、筐体１１０、複数の発光装置２００および光拡散部材１２０を有する。複数の発光装置２００は、筐体１１０の底板１１２上にマトリックス状に配置されている。底板１１２の内面は、拡散反射面として機能する。また、筐体１１０の天板１１４には、開口部が設けられている。光拡散部材１２０は、この開口部を塞ぐように配置されており、発光面として機能する。発光面の大きさは、特に限定されないが、例えば約４００ｍｍ×約７００ｍｍである。

図４に示されるように、複数の発光装置２００は、それぞれ基板２１０上に固定されている。複数の基板２１０は、それぞれ筐体１１０の底板１１２上の所定の位置に固定されている。複数の発光装置２００は、それぞれ発光素子２２０および光束制御部材３００を有している。

発光素子２２０は、面光源装置１００の光源であり、基板２１０上に実装されている。発光素子２２０は、例えば白色発光ダイオードなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

光束制御部材３００は、発光素子２２０から出射された光の配光を制御する拡散レンズであり、基板２１０上に固定されている。光束制御部材３００は、その中心軸ＣＡが発光素子２２０の光軸ＬＡに一致するように、発光素子２２０の上に配置されている（図５Ｂ参照）。なお、後述する光束制御部材３００の入射面３２０および出射面３３０はいずれも回転対称（円対称）であり、かつこれらの回転軸は一致する（図５参照）。この入射面３２０および出射面３３０の回転軸を「光束制御部材の中心軸ＣＡ」という。また、「発光素子の光軸ＬＡ」とは、発光素子２２０からの立体的な出射光束の中心の光線を意味する。発光素子２２０が実装された基板２１０と光束制御部材３００の裏面３５０との間には、発光素子２２０から発せられる熱を外部に逃がすための隙間が形成されている。

光束制御部材３００は、一体成形により形成されている。光束制御部材３００の材料は、所望の波長の光を通過させ得る材料であれば特に限定されない。たとえば、光束制御部材３００の材料は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などの光透過性樹脂、またはガラスである。

本実施の形態に係る面光源装置１００は、光束制御部材３００の構成に主たる特徴を有する。そこで、光束制御部材３００については、別途詳細に説明する。

光拡散部材１２０は、光拡散性を有する板状の部材であり、発光装置２００からの出射光を拡散させつつ透過させる。通常、光拡散部材１２０は、液晶パネルなどの被照射部材とほぼ同じ大きさである。たとえば、光拡散部材１２０は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、スチレン・メチルメタクリレート共重合樹脂（ＭＳ）などの光透過性樹脂により形成される。光拡散性を付与するため、光拡散部材１２０の表面に微細な凹凸が形成されているか、または光拡散部材１２０の内部にビーズなどの光拡散子が分散している。

本実施の形態に係る面光源装置１００では、各発光素子２２０から出射された光は、光束制御部材３００により光拡散部材１２０の広範囲を照らすように拡げられる。各光束制御部材３００から出射された光は、さらに光拡散部材１２０により拡散される。その結果、本実施の形態に係る面光源装置１００は、面状の被照射部材（例えば液晶パネル）を均一に照らすことができる。

（光束制御部材の構成）
図５Ａ〜Ｄは、実施の形態１に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図５Ａは平面図であり、図５Ｂは図５ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図５Ｃは底面図であり、図５Ｄは正面図である。

図５Ａ〜Ｄに示されるように、光束制御部材３００は、凹部３１０、入射面３２０、出射面３３０、第１凸条３４０、裏面３５０、鍔部３７０および複数の脚部３８０を有する。

凹部３１０は、光束制御部材３００の裏側（発光素子２２０側）の中央部に形成されている。凹部３１０の内面は、入射面３２０として機能する。入射面３２０は、発光素子２２０（図４参照）から出射された光の大部分を、その進行方向を制御しつつ光束制御部材３００の内部に入射させる。したがって、光束制御部材３００は、入射面３２０が発光素子２２０と対向するように配置される。入射面３２０は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡと交わり、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。凹部３１０の形状は、特に限定されないが、例えば半長球（楕円の長軸を回転軸として得られた回転楕円体を短軸に沿って２つに分割した形状）である。

出射面３３０は、光束制御部材３００の表側（光拡散部材１２０側）に、鍔部３７０から突出するように形成されている。出射面３３０は、光束制御部材３００内に入射した光を、進行方向を制御しつつ外部に出射させる。出射面３３０は、中心軸ＣＡを軸として回転対称（円対称）である。光束制御部材３００の表側の全体に複数の第１凸条３４０を配置するのではなく、光束制御部材３００の表側の一部に出射面３３０を配置することにより、適度に出射面３３０から光を出射させて、光束制御部材３００内に光が過度にこもることを防ぐことができるため、光束制御部材３００内の多重散乱に起因する直上領域の輝度ムラの発生を抑制することができる。

本実施の形態では、出射面３３０は、光束制御部材３００の表側において、中心軸ＣＡを中心とする所定範囲（中心軸ＣＡの近傍）に配置された第１出射面３３０ａと、後述する複数の第１凸条３４０が配置される領域を取り囲むように配置された第２出射面３３０ｂとを有する（図５Ａ、Ｂ参照）。本実施の形態では、第１出射面３３０ａは、光拡散部材１２０に対して凹形状の滑らかな曲面であるが、第１出射面３３０ａの形状はこれに限定されない。なお、第１出射面３３０ａは、無くてもよい。本実施の形態では、第２出射面３３０ｂは、光拡散部材１２０に対して凸形状の滑らかな曲面であるが、第２出射面３３０ｂの形状はこれに限定されない。

複数の第１凸条３４０は、図５Ａに示されるように、光束制御部材３００の表側において、光束制御部材３００の中心軸ＣＡを取り囲むように、中心軸に対して放射状（回転対称）となるように配置されている。なお、ここで「中心軸ＣＡを取り囲むように配置」とは、中心軸ＣＡの周りを全周（３６０°）に亘って取り囲むように配置されることのみならず、中心軸ＣＡの周りを部分的に取り囲むことも含む。本実施の形態では、複数の第１凸条３４０は、第１出射面３３０ａを取り囲むように、第１出射面３３０ａと第２出射面３３０ｂとの間に配置されている。図５Ｅは、第１凸条３４０の拡大図であり、図５Ｆは図５ＥのＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図５Ｅ、Ｆに示されるように、第１凸条３４０は、第１反射面３４１、第２反射面３４２、および第１反射面３４１と第２反射面との交線である稜線３４３を有し、第１凸条３４０の断面形状は、略三角形状である。光束制御部材３００内を進行し、第１反射面３４１に到達した光は、第１反射面３４１および第２反射面３４２で順次反射され、再度光束制御部材３００内を進行する。同様に、光束制御部材３００内を進行し、第２反射面３４２に到達した光は、第２反射面３４２および第１反射面３４１で順次反射され、再度光束制御部材３００内を進行する。これにより、複数の第１凸条３４０は、入射面３２０から入射した光の一部を反射させ、発光素子２２０（光束制御部材３００）の直上に光が抜けないようにする。複数の第１凸条３４０は、入射面から入射した光を、例えば裏面３５０に向けて反射させる。

また、本実施の形態において、稜線３４３は、図５Ｂに示されるように、第１出射面３３０ａと第２出射面３３０ｂとを繋ぐ曲線である。また、本実施の形態において、第１反射面３４１および第２反射面３４２の幅は、図５Ｅに示されるように、第１凸条３４０の延在方向における中央付近において最大となり、光束制御部材３００の中心軸ＣＡ、外縁のそれぞれに向かうにつれて細くなる。したがって、第１凸条３４０の平面視形状は、第１反射面３４１と第２反射面３４２との間に第２出射面３３０ｂが入り込んだＶ字形状となる。一方、第１凸条３４０の断面積は、第１凸条３４０の延在方向における中央付近において最大となり、中心軸に向かうにつれて小さくなる。図５Ｆに示されるように、第１凸条３４０を断面視したときに、第１反射面３４１と第２反射面３４２とによって形成される角度θは、入射面３２０から入射した光を反射させて光束制御部材３００の直上に光が抜けることを抑制するという観点から、７５°〜１３５°であることが好ましく、８５°〜１２５°であることがさらに好ましい。

複数の第１凸条３４０は、その少なくとも一部が、光束制御部材３００を平面視したときに、中心軸ＣＡから光束制御部材３００（第１凸条３４０を除く部分）の最も高い部分までの範囲内に配置されることが好ましい。本実施の形態では、光束制御部材３００（第１凸条３４０を除く部分）の最も高い部分は、光束制御部材３００の中心軸ＣＡを取り囲む円形の稜線として存在する。この稜線は、複数の第１凸条３４０が配置されている領域と、第２出射面３３０ｂとの境界付近に存在する。複数の第１凸条３４０の大部分は、中心軸ＣＡとこの稜線との間に配置されている。さらに、具体的には、複数の第１凸条３４０は、中心軸ＣＡから光束制御部材の最も高い部分（稜線）までの範囲の表面積の３０％〜１００％を覆うように配置されることが好ましい。また、上記のＶ字形状において、第１反射面３４１と第２反射面３４２と第２出射面３３０ｂとの交点が、光束制御部材３００の最も高い部分（稜線）付近にあることが好ましい（図５Ａ、Ｅ参照）。これによって、第１凸条３４０に到達した光を反射させて発光素子２２０（光束制御部材３００）の直上に光が抜けないようにすることができる。

裏面３５０は、光束制御部材３００の裏側に位置し、凹部３１０の開口縁部から径方向に延在する平面である。裏面３５０は、発光素子２２０から出射された光のうち、入射面３２０から入射しなかった光を、光束制御部材３００内に入射させる。

鍔部３７０は、出射面３３０の外周部と裏面３５０の外周部との間に位置し、径方向外側に突出している。鍔部３７０の形状は、略円環状である。鍔部３７０は、必須の構成要素ではないが、鍔部３７０を設けることで、光束制御部材３００の取り扱いおよび位置合わせが容易になる。鍔部３７０の厚みは、特に限定されず、出射面３３０の必要面積や鍔部３７０の成形性などを考慮して決定される。

複数の脚部３８０は、裏面３５０から突出している略円柱状の部材である。複数の脚部３８０は、発光素子２２０に対して適切な位置に光束制御部材３００を支持する。

光束制御部材３００は、裏側に反射部４５０を有していてもよい。図６Ａ〜Ｄは、裏側に反射部４５０を有する第１変形例に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図６Ａは平面図であり、図６Ｂは図６ＡのＥ−Ｅ線に沿う断面図であり、図６Ｃは底面図であり、図６Ｄは正面図である。反射部４５０は、光束制御部材３００の裏側（発光素子２２０側）において、中心軸ＣＡおよび凹部３１０の開口部を取り囲むように円環状に配置されている。反射部４５０は、第１凸条３４０で反射して裏面３５０に向かう光を側方方向（中心軸ＣＡに対して径方向外側）に反射させるための傾斜面４５１を有する。

反射部４５０は、裏面３５０において、中心軸ＣＡを中心とする円環状の溝として形成されている（図６Ｃ参照）。中心軸ＣＡを含む断面における円環状の溝の断面形状は、略Ｖ字状である（図６Ｂ参照）。Ｖ字を形成する２つの面のうち内側の面は、中心軸ＣＡと略平行であるのに対し、外側の面は、中心軸ＣＡに対し所定の角度（例えば３０°）で傾いている傾斜面４５１である。

上述した外側の傾斜面４５１には、複数の第２凸条４４０（全反射プリズム）が形成されていてもよい。図７Ａ〜Ｄは、複数の第２凸条４４０を有する第２変形例に係る光束制御部材３００の構成を示す図である。図７Ａは平面図であり、図７Ｂは図７ＡのＦ−Ｆ線に沿う断面図であり、図７Ｃは底面図であり、図７Ｄは正面図である。

複数の第２凸条４４０は、底面視したときに、光束制御部材３００の中心軸ＣＡに対して放射状（回転対称）に配置されている。図７Ｃに示されるように各第２凸条４４０は、平面状の第３反射面４４１と、平面状の第４反射面４４２と、第３反射面４４１と第４反射面４４２との交線である稜線４４３とを有しており、全反射プリズムのように機能する（図７Ｃ参照）。図７Ｂに示されるように、第２凸条４４０の稜線４４３を含む仮想直線は、稜線４４３よりも表側（光拡散部材１２０側）の位置で中心軸ＣＡと交わる。すなわち、各第２凸条４４０は、裏側（発光素子２２０側）よりも表側（光拡散部材１２０側）の方が中心軸ＣＡに近づくように、中心軸ＣＡに対し所定の角度（例えば３０°）で傾いている。反射部４５０に到達した光は、いずれかの第２凸条４４０の２つの面（第３反射面４４１および第４反射面４４２）で順次反射して、側方方向に向かう光となる。反射部４５０で反射した光は、例えば第２出射面３３０ｂから出射される。

反射部４５０の位置は特に限定されないが、第１凸条３４０で反射した光が多く到達する領域に反射部４５０が形成されていることが好ましい。第１凸条３４０で反射した光の到達位置は、第１凸条３４０の形状など様々な要因により変化するが、反射部４５０は、光束制御部材３００において、光束制御部材３００（第１凸条３４０を除く部分）で最も高い部分（前述の例では稜線）より外側（中心軸ＣＡから離れた位置）に配置されることが好ましい。

（面光源装置における輝度分布）
図７に示される、傾斜面に複数の第２凸条４４０が形成されている反射部４５０を有する光束制御部材３００を有する面光源装置１００における、１つの発光装置２００についての輝度分布を測定した。また、比較のため、図１に示される従来の光束制御部材２０を有する面光源装置についても、１つの発光装置についての輝度分布を測定した。

今回の測定では、以下のようにパラメーターを設定した。
（パラメーター）
・発光素子２２０の発光面の１辺の長さ：２．９ｍｍ（対角線の長さ：約４．１ｍｍ）
・光束制御部材３００の外径：φ１３ｍｍ
・入射面３２０となる凹部３１０の開口径：φ４ｍｍ
・光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔：５ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ

図８Ａ〜Ｃは測定結果を示す。図８Ａは、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が５ｍｍの場合の輝度分布を示し、図８Ｂは、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が光学距離８ｍｍの場合の輝度分布を示し、図８Ｃは、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が光学距離１０ｍｍの場合の輝度分布を示す。

図８Ａ〜Ｃに示すように、実施の形態１に係る光束制御部材３００と従来の光束制御部材とを比べると、以下のような結果となった。すなわち、図８Ａに示されるように、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が５ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約２０％であり、半値幅増加量は約５ｍｍであった。図８Ｂに示されるように、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が８ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約６〜７％であり、半値幅増加量は約１ｍｍであった。図８Ｃに示されるように、光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が１０ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約０％であり、半値幅増加量は約０ｍｍであった。このように、実施の形態１に係る光束制御部材３００では、光束制御部材の直上付近に光が抜けることが抑制され、これは特に光束制御部材３００と光拡散部材１２０の間隔が短い場合に顕著であった。なお、本実施の形態のように光束制御部材３００の表側に第１凸条３４０を有するような構成は、発光素子２２０が大きく、凹部３１０の径が大きくなってしまい、入射面３２０に対する光の角度を制御しづらいときに、特に有用であると考えられる（図５Ｂ参照）。

［実施の形態２］
（面光源装置および発光装置の構成）
実施の形態２に係る面光源装置および発光装置は、実施の形態１に係る光束制御部材３００の代わりに実施の形態２に係る光束制御部材５００を有する点において、図５〜７に示される実施の形態１に係る面光源装置１００および発光装置２００と異なる。そこで、本実施の形態では、実施の形態２に係る光束制御部材５００についてのみ説明する。

（光束制御部材の構成）
図９Ａ〜Ｄは、実施の形態２に係る光束制御部材５００の構成を示す図である。図９Ａは平面図であり、図９Ｂは図９ＡのＣ−Ｃ線に沿う断面図であり、図９Ｃは底面図であり、図９Ｄは正面図である。

実施の形態２に係る光束制御部材５００は、第１凸条５４０の形状等が実施の形態１に係る光束制御部材３００と異なる。そこで、実施の形態２に係る光束制御部材５００では、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

実施の形態２に係る光束制御部材５００の複数の第１凸条５４０は、図９Ａに示されるように、光束制御部材５００の表側において、中心軸ＣＡを取り囲むように、中心軸に対して放射状（回転対称）となるように配置されている。なお、ここで「中心軸ＣＡを取り囲むように配置」とは、中心軸ＣＡの周りを全周（３６０°）に亘って取り囲むように配置されることのみならず、中心軸ＣＡの周りを部分的に取り囲むことも含む。本実施の形態では、複数の第１凸条５４０は、第１出射面３３０ａを取り囲むように、第１出射面３３０ａと第２出射面３３０ｂとの間に配置されている。図９Ｅは、第１凸条５４０の拡大図であり、図９Ｆは図９ＥのＤ−Ｄ線に沿う断面図である。図９Ｅ、Ｆに示されるように、第１凸条５４０は、第１反射面５４１、第２反射面５４２、および第１反射面５４１と第２反射面との交線である稜線５４３を有し、第１凸条５４０の断面形状は略三角形状である。光束制御部材５００内を進行し、第１反射面５４１に到達した光は、第１反射面５４１および第２反射面５４２で順次反射され、再度光束制御部材５００内を進行する。同様に、光束制御部材５００内を進行し、第２反射面５４２に到達した光は、第２反射面５４２および第１反射面５４１で順次反射され、再度光束制御部材５００内を進行する。これにより、複数の第１凸条５４０は、入射面３２０から入射した光の一部を反射させ、発光素子２２０（光束制御部材５００）の直上に光が抜けないようにする。複数の第１凸条５４０は入射面から入射した光を、例えば裏面３５０に向けて反射させる。

また、本実施の形態において、稜線５４３は、図９Ｂに示されるように、中心軸ＣＡから外縁に向かうにつれて、第１出射面３３０ａと第２出射面３３０ｂとを繋ぐ曲線より高い位置にある曲線となる。一方、第１反射面５４１および第２反射面５４２の下側の辺（レンズの裏側に近い辺）は、第１出射面３３０ａと第２出射面３３０ｂとを繋ぐ曲線にほぼ沿う曲線である。また、本実施の形態において、第１反射面５４１および第２反射面５４２の幅は、図９Ｅに示されるように、光束制御部材５００の中心軸から外縁に向かうにつれて太くなる。これにより、第１凸条５４０は平面視すると略三角形状である。第１凸条５４０の断面積は、第１凸条５４０の延在方向における外縁付近において最大となり、中心軸に向かうにつれて小さくなる。図９Ｆに示されるように、第１凸条５４０を断面視したときに、第１反射面５４１と第２反射面５４２とによって形成される角度θは、入射面３２０から入射した光を反射させて光束制御部材５００の直上に光が集中することを抑制するという観点から、７５°〜１３５°であることが好ましく、８５°〜１２５°であることがさらに好ましい。

複数の第１凸条５４０は、その少なくとも一部が、光束制御部材５００を平面視したときに、中心軸ＣＡから光束制御部材５００（第１凸条５４０を除く部分）の最も高い部分までの範囲内に配置されることが好ましい。本実施の形態では、光束制御部材５００（第１凸条５４０を除く部分）の最も高い部分は、光束制御部材５００の中心軸ＣＡを取り囲む円形の稜線として存在する。この稜線は、複数の第１凸条５４０が配置されている領域と、第２出射面３３０ｂとの境界付近に存在する。複数の第１凸条５４０の大部分は、中心軸ＣＡとこの稜線との間に配置されている。さらに、具体的には、複数の第１凸条５４０は、中心軸ＣＡから光束制御部材の最も高い部分（稜線）までの範囲の表面積の３０％〜１００％を覆うように配置されることが好ましい。これによって、第１凸条５４０に到達した光を反射させて発光素子２２０（光束制御部材５００）の直上に光が抜けないようにすることができる。

本実施の形態に係る光束制御部材５００の第１の変形例は、第１の実施の形態の第１の変形例と同様に、裏側に反射部４５０を有していてもよく、図１０Ａ〜Ｄはこの場合の光束制御部材５００を示す。図１０Ａは、光束制御部材５００の平面図であり、図１０Ｂは図１０ＡのＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図１０Ｃは底面図であり、図１０Ｄは正面図である。

本実施の形態に係る光束制御部材５００の第２の変形例は、第１の実施の形態の第２の変形例と同様に、傾斜面において複数の第２凸条４４０（全反射プリズム）が形成されていてもよく、図１１Ａ〜Ｄはこの場合の光束制御部材５００を示す。図１１Ａは平面図であり、図１１Ｂは図１１ＡのＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図１１Ｃは底面図であり、図１１Ｄは正面図である。

（面光源装置における輝度分布）
図１１に示される、傾斜面に複数の第２凸条４４０が形成されている反射部４５０を有する光束制御部材５００を有する面光源装置における、１つの発光装置２００についての輝度分布を測定した。また、比較のため、図１に示される従来の光束制御部材２０を有する面光源装置についても、１つの発光装置についての輝度分布を測定した。測定の各パラメーターは、実施の形態１と同じである。

図１２Ａ〜Ｃは測定結果を示す。図１２Ａは、光束制御部材５００と光拡散部材１２０の間隔が５ｍｍの場合の輝度分布を示し、図１２Ｂは、光束制御部材５００と光拡散部材１２０の間隔が８ｍｍの場合の輝度分布を示し、図１２Ｃは、光束制御部材５００と光拡散部材１２０の間隔が１０ｍｍの場合の輝度分布を示す。

図１２Ａ〜Ｃに示すように、実施の形態２に係る光束制御部材５００と従来の光束制御部材とを比べると、以下のような結果となった。すなわち、図１２Ａに示されるように、光束制御部材５００と光拡散板１２０の間隔が５ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約２０％であり、半値幅増加量は約５ｍｍであった。図１２Ｂに示されるように、光束制御部材５００と光拡散板１２０の間隔が８ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約６〜７％であり、半値幅増加量は約１ｍｍであった。図１２Ｃに示されるように、光束制御部材５００と光拡散板１２０の間隔が１０ｍｍの場合は、中心輝度低下率は約０％であり、半値幅増加量は約０ｍｍであった。このように、実施の形態２に係る光束制御部材５００でも、光束制御部材の直上付近に光が抜けることが抑制され、これは特に光束制御部材５００と光拡散部材１２０の間隔が短い場合に顕著であった。なお、本実施の形態のように光束制御部材５００の表側に第１凸条５４０を有するような構成は、発光素子２２０が大きく、凹部３１０の径が大きくなってしまい、入射面３２０に対する光の角度を制御しづらいときに、特に有用であると考えられる（図９Ｂ参照）。

本発明の光束制御部材、発光装置および面光源装置は、例えば、液晶表示装置のバックライトや一般照明などに適用することができる。

１０ 発光素子
２０ 光束制御部材
２２ 入射面
２４ 出射面
１００ 面光源装置
１００’ 表示装置
１０２ 表示部材（被照射部材）
１１０ 筐体
１１２ 底板
１１４ 天板
１２０ 光拡散部材
２００ 発光装置
２１０ 基板
２２０ 発光素子
３００，５００ 光束制御部材
３１０ 凹部
３２０ 入射面
３３０ 出射面
３３０ａ 第１出射面
３３０ｂ 第２出射面
３４０、５４０ 第１凸条
３４１、５４１ 第１反射面
３４２、５４２ 第２反射面
３４３、４４３、５４３ 稜線
３５０ 裏面
３７０ 鍔部
３８０ 脚部
４４０ 第２凸条
４４１ 第３反射面
４４２ 第４反射面
４５０ 反射部
４５１ 傾斜面
ＣＡ 中心軸
ＬＡ 光軸

Claims (7)

1. 発光素子から出射された光の配光を制御する光束制御部材であって、
   前記光束制御部材の裏側において前記光束制御部材の中心軸と交わるように配置されている凹部の内面であって、前記発光素子から出射された光を前記光束制御部材の内部に入射させるための入射面と、
   前記光束制御部材の表側において前記中心軸を取り囲むように配置されており、前記入射面で入射した光の一部を反射させるための複数の第１凸条と、
   前記光束制御部材の表側において前記複数の第１凸条を取り囲むように配置されており、前記入射面で入射した光の一部を出射させるための出射面と、
   を有し、
   前記複数の第１凸条は、それぞれ、第１反射面、第２反射面、および前記第１反射面と前記第２反射面との交線である稜線を有しており、
   前記光束制御部材を平面視したときに、前記複数の第１凸条は、前記中心軸に対して放射状に配置されている、
   光束制御部材。
2. 前記複数の第１凸条は、少なくとも、前記中心軸から、前記光束制御部材のうち前記複数の第１凸条を除く部分で最も高い部分までの範囲内に配置される、請求項１に記載の光束制御部材。
3. 前記光束制御部材の裏側において前記中心軸を取り囲むように配置された、傾斜面を有する反射部をさらに有し、
   前記反射部は、前記光束制御部材のうち前記複数の第１凸条を除く部分で最も高い部分より前記中心軸から離れた位置に配置される、
   請求項２に記載の光束制御部材。
4. 前記傾斜面には複数の第２凸条が配置され、
   前記複数の第２凸条は、それぞれ、第３反射面、第４反射面、および前記第３反射面と前記第４反射面との交線である稜線を有しており、
   前記光束制御部材を底面視したときに、前記複数の第２凸条は、前記中心軸に対して放射状に配置されている、
   請求項３に記載の光束制御部材。
5. 発光素子と、
   前記入射面が前記発光素子と対向するように配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光束制御部材と、
   を有する、発光装置。
6. 請求項５に記載の発光装置と、
   前記発光装置からの光を拡散させつつ透過させる光拡散部材と、
   を有する、面光源装置。
7. 請求項６に記載の面光源装置と、
   前記面光源装置から出射された光を照射される表示部材と、
   を有する、表示装置。

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