JP2022189165A - 光源ユニット及び表示装置 - Google Patents

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尚紀 友田
Hisanori Tomota
恭平 中村
Kyohei Nakamura
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Abstract

【課題】出射光の均斉度の向上を図る。【解決手段】光源ユニットは、光を発する1つ以上の発光部と、長尺に形成されて発光部が発する光を導光する導光体5と、を有する。導光体5は、2つの底面と、4つ以上の側面と、を有する柱状に形成されている。2つの底面のうちの1つの底面は、発光部と対向して光が入射する入射面である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、入射面から入射した光を導光体5の外に出射させる出射面である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、出射面に向けて光を反射させる反射面52Aである。反射面52Aには、反射面52Aの長手方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の凹部54が設けられる。複数の凹部54のそれぞれの表面において、少なくとも入射面と対向する領域S1が曲面である。【選択図】 図9

Description

本開示は、光源ユニット及び表示装置に関し、より詳細には、光源から放射される光を導光体で導光する光源ユニット、及び当該光源ユニットを有する表示装置に関する。
従来例として、特許文献1記載の光源装置(表示装置)を例示する。特許文献1記載の光源装置(以下、従来例という)は、LEDからなる点光源と、点光源から入射面に入射する光を導光する線状導光体と、線状導光体の出射面から出射される光を導光する面状導光体と、を有する。
線状導光体は、出射面と対向する面に反射部が形成されている。反射部は、点光源から線状導光体に入射した光を導光させる全反射面と、線状導光体を導光する光を出射面から出射するように光を反射させる光取り出し面と、光取り出し面で全反射されずに透過した光を、線状導光体に取り込む再入射面とが周期的に形成される。
特開2004-349030号公報
ところで、上記従来例では、線状導光体(導光体)の反射部に形成される光取り出し面が平面であるため、線状導光体の出射面から出射する出射光の強度が部分的に強くなって均斉度が低下する可能性がある。なお、出射光の強度が部分的に強くなった場合、表示装置の表示面に輝度の高いスジが現れることがある。
本開示の目的は、出射光の均斉度の向上を図ることができる光源ユニット及び表示装置を提供することである。
本開示の一態様に係る光源ユニットは、光を発する1つ以上の発光部と、長尺に形成されて前記発光部が発する前記光を導光する導光体と、を有する。前記導光体は、2つの底面と、4つ以上の側面と、を有する柱状に形成されている。前記2つの底面のうちの1つの底面は、前記発光部と対向して前記光が入射する入射面である。前記4つ以上の側面のうちの1つの側面は、前記入射面から入射した光を前記導光体の外に出射させる出射面である。前記4つ以上の側面のうちの1つの側面は、前記出射面に向けて前記光を反射させる反射面である。前記反射面には、前記反射面の長手方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の凹部が設けられる。前記複数の凹部のそれぞれの表面において、少なくとも前記入射面と対向する領域が曲面である。
本開示の一態様に係る表示装置は、光源ユニットと、前記光源ユニットによって照らされる表示パネルと、前記表示パネル及び前記光源ユニットを保持する本体と、を備える。
本開示の光源ユニット及び表示装置は、出射光の均斉度の向上を図ることができるという効果がある。
図1は、本開示の実施形態に係る表示装置の斜視図である。 図2は、同上の表示装置の分解斜視図である。 図3は、同上の表示装置の光源ユニットを外した状態の斜視図である。 図4は、同上の表示装置の要部の断面図である。 図5は、本開示の実施形態に係る光源ユニットの後方から見た斜視図である。 図6は、同上の光源ユニットの後方から見た分解斜視図である。 図7Aは、同上の光源ユニットにおける発光ブロックの正面図である。図7Bは、同上の発光ブロックの右側面図である。図7Cは、同上の発光ブロックの左側面図である。 図8Aは、同上の光源ユニットにおける導光体の正面図である。図8Bは、同上の導光体の平面図である。図8Cは、同上の導光体の右側面図である。 図9Aは、同上の光源ユニットの導光体における1つの凹部と反射面を含む正面図である。図9Bは、比較例の導光体における1つの凹部と反射面を含む正面図である。 図10は、同上の光源ユニットの下面図である。 図11は、同上の光源ユニットの要部の下面図である。 図12は、同上の光源ユニットの断面図である。 図13は、同上の光源ユニットの要部の断面図である。 図14Aは、同上の光源ユニットの変形例1における導光体の要部の正面図である。図14Bは、同上の光源ユニットの変形例2における導光体の要部の正面図である。図14Cは、同上の光源ユニットの変形例3における導光体の要部の正面図である。 図15Aは、同上の光源ユニットの変形例4における導光体の要部の正面図である。図15Bは、同上の光源ユニットの変形例5における導光体の要部の正面図である。 図16は、同上の光源ユニットの変形例6における導光体の一部省略した正面図である。 図17は、同上の光源ユニットの変形例7における導光体の一部省略した正面図である。 図18は、同上の光源ユニットの変形例8における導光体の一部省略した正面図である。
本開示の実施形態に係る光源ユニット、及び本開示の実施形態に係る表示装置について図面を参照して詳細に説明する。ただし、下記の実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(1)実施形態の概要
(1-1)実施形態に係る光源ユニットの概要
実施形態に係る光源ユニットA1は、光を発する1つ以上の発光部30と、長尺に形成されて発光部30が発する光を導光する導光体5と、を有する(図6参照)。導光体5は、2つの底面と、4つ以上の側面と、を有する柱状に形成されている。2つの底面のうちの1つの底面は、発光部30と対向して光が入射する入射面50である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、入射面50から入射した光を導光体5の外に出射させる出射面51である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、出射面51に向けて光を反射させる反射面52Aである。反射面52Aには、反射面52Aの長手方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の凹部54が設けられる。複数の凹部54のそれぞれの表面において、少なくとも入射面50と対向する領域S1が曲面である。ただし、実施形態における「曲面」は、複数の平面をつないで構成される面を含んでもよい。
ここで、従来例のように凹部54の表面が平面であると、凹部54の表面で反射する光が分散しにくくなり、出射面51から出射する出射光の強度が部分的に強くなって均斉度が低下する可能性がある。
一方、実施形態に係る光源ユニットA1では、複数の凹部54のそれぞれの表面において、少なくとも入射面50と対向する領域S1が曲面であるので、領域S1が平面である場合に比べて、凹部54の表面で反射する光が分散しやすくなる。その結果、実施形態に係る光源ユニットA1は、導光体5の出射面51から出射する出射光の均斉度の向上を図ることができる。
(1-2)実施形態に係る表示装置の概要
実施形態に係る表示装置B1は、実施形態に係る光源ユニットA1と、実施形態に係る光源ユニットA1によって照らされる表示パネル20と、表示パネル20及び実施形態に係る光源ユニットA1を保持する本体1と、を備える(図2参照)。
実施形態に係る表示装置B1は、出射光の均斉度の向上を図ることができ、さらに、出射光の均斉度の向上に伴って、表示パネル20の視認性の向上を図ることができる。
(2)実施形態の詳細
(2-1)実施形態に係る表示装置の構成
実施形態に係る表示装置B1(以下、表示装置B1と略す。)について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する表示装置B1は、事務所及び店舗などの建物の避難口又は避難口への通路に設置される誘導灯である。ただし、実施形態に係る表示装置は、誘導灯に限定されず、例えば、建物内の特定の場所(化粧室など)を表示する用途などに用いられても構わない。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り、図1に矢印で示す上下、前後及び左右の各方向を、表示装置B1の上下、前後及び左右の各方向と定義する。
表示装置B1は、実施形態に係る光源ユニットA1(以下、光源ユニットA1と略す。)、本体1、表示ブロック2などを備えている(図1~図3参照)。
本体1は、合成樹脂材料により、前面に開口部を有する四角形の箱状に形成されている(図2参照)。本体1は、光源ユニットA1を点灯させるための電源装置11、2次電池を有する電池ユニット13、端子台12、取付板10などを収容している。
電源装置11は、常用電源(例えば、商用の電力系統)から供給される常用電力で光源ユニットA1を点灯させるとともに、電池ユニット13を充電する。また、電源装置11は、電力系統の停電時においては、電池ユニット13から供給される非常用電力で光源ユニットA1を点灯させる。
取付板10は、金属材料によって板状に形成されている(図2参照)。取付板10は、本体1の内底面にねじ止めされる。電源装置11と端子台12は、取付板10にねじ止めされて本体1内に収容される。なお、電池ユニット13は、取付板10に対して着脱可能に取り付けられる。
表示ブロック2は、表示パネル20と、導光板21と、保持体22と、を有する(図2参照)。
表示パネル20は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって四角形の平板状に形成されている。ただし、表示パネル20は、石英ガラスなどの合成樹脂以外の透光性を有する材料で形成されても構わない。表示パネル20の前面(表示面200)には、避難誘導のためのピクトグラム201が表示されている(図1参照)。
導光板21は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって四角形の平板状に形成されている。導光板21は、その前面を表示パネル20の後面と対向させるように表示パネル20の後方に配置される(図2参照)。導光板21の上面(入射面210)に、光源ユニットA1から放射される光が入射される(図4参照)。入射面210から入射する光は、導光板21内を導光されて導光板21の前面(出射面211)から出射される。そして、導光板21の出射面211から出射する光によって表示パネル20が照らされる。
保持体22は、透光性を有しない合成樹脂材料により、前面と上面が開放された四角形の箱状に形成されている。保持体22は、導光板21の前方に表示パネル20を配置するようにして表示パネル20と導光板21を保持している(図2及び図3参照)。
表示ブロック2は、本体1の開口部のうち、光源ユニットA1が取り付けられる上部を除いた残りの部分を覆うように本体1に取り付けられる(図1及び図3参照)。光源ユニットA1が本体1に取り付けられた状態において、導光板21の入射面210と光源ユニットA1の導光体5の出射面51(後述する)が上下方向に対向する(図4参照)。したがって、導光体5の出射面51から出射する光のほぼ全部が、導光板21の入射面210から導光板21に入射する。導光板21に入射した光は、導光板21内を進行しながら保持体22の後面で全反射されて導光板21の出射面211から前方へ出射して表示パネル20を照らすことができる。
(2-2)実施形態に係る光源ユニットの構成
光源ユニットA1は、発光ブロック3と、導光体5と、筐体4と、を有している(図5及び図6参照)。なお、以下の説明においては、特に断りのない限り、図6に矢印で示す上下、前後及び左右の各方向を、光源ユニットA1の上下、前後及び左右の各方向と定義する。
(2-2-1)発光ブロック
発光ブロック3は、発光部30と、放熱部材31と、固定具32と、熱伝導部材33と、を有している(図6及び図7参照)。
発光部30は、固体光源であるLED300と、LED300を実装した基板301と、を有している。LED300は、例えば、パッケージ型の照明用白色LEDである。基板301は、左右方向から見て略T字型に形成されたプリント配線板である(図6及び図7B参照)。基板301の幅広の部分の表面にLED300が実装されている。基板301の幅細の部分の表面に一対の電極302が形成されている。一対の電極302は、基板301のプリント配線を介してLED300のアノード及びカソードと1つずつ電気的に接続されている。
放熱部材31は、放熱板310と、基板301の裏面と熱的に結合する結合部311と、2つの突部312と、を有している。放熱板310及び結合部311はそれぞれ、長方形の平板状に形成されている。ただし、放熱板310は、基板301よりも十分に大きく形成され、結合部311は、基板301よりも小さく形成されている。また、結合部311は、放熱板310の厚み方向(前後方向)に突出するように放熱板310と一体に形成されている。言い換えると、放熱部材31は、放熱板310と結合部311によって略L字形状に形成されている(図6参照)。
2つの突部312はそれぞれ、放熱板310の一部が切り起こされることで放熱板310と一体に形成されている(図6及び図7A参照)。各突部312は、前後方向から見て、略台形状に形成されている。各突部312の一端(台形の下底に相当する部位)が放熱板310とつながっている。そして、各突部312は、放熱板310とつながった一端を支点として、前後方向に変位(撓み)可能に構成されている。
また、放熱板310の短手方向(上下方向)における長手方向(左右方向)の中央に、四角形の穴313が1つずつ設けられている(図6及び図7A参照)。これら2つの穴313は、それぞれ放熱板310を厚み方向(前後方向)に貫通している。
熱伝導部材33は、例えば、シート状のシリコーン樹脂で四角形状に形成されている(図6参照)。熱伝導部材33は、結合部311と基板301の間に介在し、結合部311と基板301を熱的に結合する。つまり、LED300に生じる熱は、基板301から熱伝導部材33を介して放熱部材31に伝導される。
固定具32は、本体部320、第1突片321、第2突片322、一対の押さえ部323及び一対の爪324を有している(図6及び図7参照)。なお、本体部320、第1突片321、第2突片322、押さえ部323及び一対の爪324は、合成樹脂材料によって一体に形成されている。
本体部320は、U字形に形成されている。一対の爪324はそれぞれ、角すい台状に形成されている。一対の爪324は、本体部320の両端における内側面に1つずつ設けられている。
第1突片321は、四角形の平板状に形成されている。第1突片321は、本体部320の前端と対向している(図7C参照)。第2突片322は、平面視でC字形に形成されている(図6参照)。第2突片322は、本体部320の後端と対向している(図7C参照)。なお、第1突片321及び第2突片322はそれぞれ、本体部320の両端と同じ方向(図6における右方向)に突出している。
一対の押さえ部323はそれぞれ、直方体状に形成されている(図6参照)。一対の押さえ部323は、本体部320の内側面(左側面)から突出している。
しかして、固定具32は、第1突片321と第2突片322の間に結合部311を配置し、基板301の上端と下端に一対の爪324を1つずつ引っ掛けることよって、発光部30を放熱部材31に固定する(図7B参照)。なお、固定具32は、一対の押さえ部323によって結合部311を基板301に近付く向き(左向き)に押すことにより、結合部311及び基板301と熱伝導部材33との密着度を高めている。
(2-2-2)導光体
導光体5は、アクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料によって4角柱状に形成されている(図6及び図8参照)。ただし、導光体5の形状は4角柱状に限定されない。導光体5の形状は、5角柱以上の角柱状、あるいは、角すい状、角すい台状などの形状でもよい。
導光体5の長手方向(軸方向)に対向する2つの底面(左底面及び右底面)のうち、一方の底面(右底面)が入射面50となる。また、導光体5の4つの側面(前面、後面、上面、下面)のうちの1つの側面(下面)が出射面51となる。さらに、導光体5の出射面51と対向する側面(上面)は、入射面50から入射して導光体5内を進行する光を、導光体5の外に出ないように反射する反射面52Aとなる。
ここで、反射面52Aには、多数の凹部54が設けられている(図8B参照)。これらの凹部54は、すべて同一の形状及び同一の寸法に形成されている。また、これら複数の凹部54のそれぞれの表面において、少なくとも入射面50と対向する領域S1が曲面である(図9A参照)。具体的には、導光体5の短手方向(前後方向)から見た各凹部54の形状(導光体5の長手方向に沿った各凹部54の断面形状)がだ円の一部である(図9A参照)。なお、「だ円の一部」とは、長軸が反射面52Aの長手方向(左右方向)と交差するだ円の一部である。
これらの凹部54は、入射面50からの距離が大きくなるにつれて、隣り合う凹部54との間隔を狭くするように平行に並んでいる(図8B参照)。言い換えると、隣り合う凹部54に挟まれた反射面52Aの長さが、入射面50からの距離が大きくなるにつれて、短くなっている。なお、反射面52Aのうちで凹部54を除く領域は平面に限定されない。例えば、当該領域は、反射面52Aに到達する光の大部分(例えば、95%以上)を全反射可能であれば、平面以外の曲面、あるいは互いに平行でない複数の平面が連続してつながった(屈曲した)面であっても構わない。
導光体5の4つの側面のうち、出射面51と隣り合う2つの側面52(前面及び後面)に、複数(図示例では4つ)の嵌合部53が設けられている。4つの嵌合部53は、2つの側面52に2つずつ設けられている(図8A及び図8C参照)。なお、各側面52に2つずつ設けられる嵌合部53のうち、入射面50に近い方の2つの嵌合部53を第1の嵌合部53Aと呼び、入射面50から遠い方の2つの嵌合部53を第2の嵌合部53Bと呼ぶ場合がある。
2つの第1の嵌合部53Aは、底面が台形である4角柱状に形成されている。ただし、2つの第1の嵌合部53Aの上面は、2つの第1の嵌合部53Aの下面に比べて、側面52となす角が小さくなっている。
2つの第2の嵌合部53Bは、底面が台形である4角柱状の突起530と、突起530の上端から真っすぐに上に延びている直方体状の突台531と、を有している(図6及び図8参照)。なお、突台531の上面は、下向きの傾斜面となっている。
(2-2-3)筐体
筐体4は、前壁40、上壁41、一対の側壁42、収容部43、取付部44、及び複数の位置決め部45、一対の取付片46、及び一対の支持片47を有している(図6参照)。前壁40は、長方形の平板状に形成されている。上壁41は、長方形の平板状に形成され、前壁40の上端から後方に向かって突出している。一対の側壁42はそれぞれ、長方形の平板状に形成され、前壁40の左右両端から後方に向かって突出している。一対の側壁42の上端は、上壁41の長手方向の両端とつながっている。つまり、筐体4は、前壁40、上壁41、及び一対の側壁42により、後面と下面が開放された長尺の箱状に形成されている。
収容部43は、前面と下面と右側面が開放された長尺の箱状に形成されている(図6及び図10参照)。収容部43は、入射面50を右側面から露出させ、出射面51を下面から露出させるようにして導光体5を収容する(図5参照)。
収容部43は、後板430、上板431、前板432、及び側板433を有している(図6及び図12参照)。後板430は、筐体4の前壁40よりも僅かに短い長尺の長方形状に形成されて前壁40と前後方向に対向している(図6参照)。上板431は、長手方向の長さが後板430の長手方向の長さにほぼ等しい長尺の長方形状に形成されて後板430の上端から前方に突出している(図12参照)。側板433は、長方形の平板状に形成され、後板430及び上板431のそれぞれの左端面とつながっている(図6参照)。側板433の前端から右方向にリブ4330が突出している。なお、後板430とリブ4330の前後方向に沿った間隔は、導光体5の前後方向の厚みよりも僅かに大きい。
ここで、後板430には2つの被嵌合部4300が設けられている(図6参照)。2つの被嵌合部4300は、それぞれ4角形の穴で構成されている。こられ2つの被嵌合部4300は、導光体5の後側の側面52に設けられた嵌合部(第1の嵌合部53A、第2の嵌合部53B)が1つずつ嵌合する。
前板432は、長方形の平板状に形成されている。前板432は、上板431の右端から後板430と対向するように下向きに突出している(図6及び図11参照)。前板432の長手方向(左右方向)の長さは、放熱板310の長手方向の長さよりも短い(図6及び図11参照)。なお、後板430と前板432の前後方向に沿った間隔は、後板430とリブ4330の前後方向に沿った間隔に等しい(図11参照)。
取付部44は、一対の突部440と、押さえ片441と、当接片442と、嵌合部443と、を有し、発光ブロック3を筐体4に取り付けるように構成されている(図6及び図11参照)。
一対の突部440は、一対の側壁42のうちの右側の側壁42の内側面(左側面)に設けられている(図6参照)。一対の突部440は、上下方向を軸方向とする柱状に形成されている。一対の突部440は、前後方向に一定の間隔を空けて平行に並ぶように側壁42の内側面から突出している。なお、一対の突部440の前後方向の間隔は、固定具32の本体部320の幅寸法よりも僅かに大きくなっている(図11参照)。
押さえ片441は、上下方向から見てL字形に形成されている。押さえ片441は、右側の側壁42の内側面における後端から、後方及び左方に突出するように側壁42と一体に形成されている(図6及び図11参照)。
当接片442は、後板430の右端に設けられている(図6参照)。当接片442は、上下方向から見てL字形に形成され、後板430の右端から後方及び右方に突出するように後板430と一体に形成されている(図6及び図11参照)。
嵌合部443は、前壁40の後面における右端の上部に設けられている(図11参照)。嵌合部443は、3角柱状に形成されている。嵌合部443は、軸方向を左右方向に一致させ、かつ、上壁41に近付くにつれて前壁40の後面からの突出量が大きくなるように形成されている(図12参照)。
複数(本実施形態では2つ)の位置決め部45はそれぞれ、後板430の後面における左右両側に設けられている(図6及び図10参照)。各位置決め部45は、一対の直方体を有している。これら一対の直方体は、軸方向を上下方向に一致させ、かつ、一定の幅の隙間を設けて平行に並ぶように、後板430の後面から後方に突出している(図10参照)。なお、各位置決め部45における隙間の幅は、導光体5の嵌合部53の左右方向の幅よりも僅かに大きくされている。
右側の位置決め部45の隙間に、導光体5の前側の側面52における右側の嵌合部53(第1の嵌合部53A)が嵌まり込む(図10及び図11参照)。また、左側の位置決め部45の隙間に、導光体5の前側の側面52における左側の嵌合部53(第2の嵌合部53B)が嵌まり込む(図10参照)。つまり、2つの位置決め部45は、収容部43に収容された導光体5を、筐体4に対して左右方向に位置決めする役割を担っている。
一対の支持片47は、上壁41の左右の両端から1つずつ後方に突出している。また、一対の取付片46は、上壁41の左右の両端から1つずつ後方に突出している。ただし、各取付片46は、各支持片47よりも内側に位置している(図6参照)。
(2-3)実施形態に係る光源ユニットの組立て手順
次に、光源ユニットA1の組立て手順を説明する。ただし、発光ブロック3の組立て手順の説明は省略する。また、以下に説明する組立て手順は一例であり、幾つかの手順の順番を入れ替えることも可能である。
まず、組立て作業を行う作業者は、導光体5の前側の側面52における第1の嵌合部53Aと第2の嵌合部53Bを、2つの位置決め部45のそれぞれの隙間に差し込むようにして、収容部43の下面から導光体5を収容部43に挿入する。このとき、導光体5の後側の側面52における第1の嵌合部53A及び第2の嵌合部53Bの上端が収容部43の後板430の下端に当たると、後板430が後方に撓む。やがて、第1の嵌合部53A及び第2の嵌合部53Bがそれぞれ、後板430に設けられている2つの被嵌合部4300に1つずつ嵌合し、後板430が元の状態に戻る。
このようにして、作業者は、導光体5を筐体4の収容部43に収容する。そして、収容部43に収容された導光体5は、2つの嵌合部53(第1の嵌合部53A、第2の嵌合部53B)が2つの被嵌合部4300に1つずつ嵌合することにより、収容部43からの脱落が阻止される。
続いて、作業者は、筐体4の取付部44に発光ブロック3を取り付ける。すなわち、作業者は、右側の側壁42と後板430の右端の間に、発光部30、固定具32及び放熱部材31の結合部311を、筐体4の下から挿入する。このとき、作業者は、一対の突部440の間に固定具32の本体部320を差し込む。同時に、作業者は、前壁40と前板432の隙間に、放熱部材31の放熱板310を、筐体4の下から挿入する。
そして、放熱板310の上端が嵌合部443を乗り越え、放熱板310の上側の穴313に嵌合部443が嵌まることにより、放熱部材31が筐体4に対して抜け止めされる(図12参照)。また、取付部44の一対の突部440、押さえ片441及び当接片442により、固定具32の前後方向及び左右方向の移動が規制される(図11参照)。このようにして、作業者は、発光ブロック3を取付部44に取り付けることができる。
以上のようにして、光源ユニットA1の組立てが完了する。なお、組み立てられた光源ユニットA1において、発光部30の基板301の幅細の端部(電極302が設けられている部分)は、筐体4の押さえ片441よりも後方に突出している(図5参照)。
(2-4)実施形態に係る表示装置の施工手順
次に、表示装置B1の施工手順を説明する。
まず、施工作業を行う作業者は、本体1の底面に設けられている電源穴15(図2参照)から電源線を引き込んだ後、本体1を木ねじ又はねじくぎで壁面に取り付ける。
続いて、作業者は、電源穴15から引き込んだ電源線を端子台12に電気的に接続する。それから、作業者は、表示ブロック2を本体1に取り付ける(図3参照)。
最後に、作業者は、本体1のコネクタ14に基板301の幅細の部分を差し込み、一対の取付片46の先端に設けられた爪を、本体1の上面に設けられた穴の縁に引っ掛けることによって、光源ユニットA1を本体1に取り付ける(図1参照)。
以上のようにして、表示装置B1の施工が完了する。
(3)その他
光源ユニットA1は、2つの発光ブロック3を備えてもよい。2つの発光ブロック3は、導光体5の長手方向の両端に1つずつ配置される。この場合、筐体4の長手方向の両端に、取付部44が1つずつ設けられる。
また、表示装置B1は、本体1の前面と後面に、発光ブロック3と表示ブロック2の組が1組ずつ取り付けられるように構成されても構わない。
(4)実施形態に係る光源ユニット及び表示装置の利点
実施形態に係る光源ユニットA1は、例えば、特許文献1記載の従来例と比較して、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図ることができる利点を有している。この利点について、比較例と比較して説明する。
図9Aは、光源ユニットA1の導光体5における1つの凹部54と凹部54の左右に存在する反射面52Aを含む正面図である。図9Bは、比較例の導光体5Xにおける1つの凹部54Xと凹部54Xの左右に存在する反射面52Xを含む正面図である。比較例の導光体5Xは、特許文献1記載の従来例のように、導光体5Xの反射面52Xに設けられる凹部54Xの表面が平面で構成されている。
図9A及び図9Bにおいて、導光体5、5Xの入射面は、凹部54、54Xの右側に存在している。そして、入射面から入射する光の一部は、反射面52A、52Xで反射した後に凹部54、54Xの右側の表面(凹部54の表面における領域S1)に到達し、当該表面で反射されて出射面に向かって下向きに進行する(図9A、図9Bにおける矢印参照)。
ここで、比較例の導光体5Xにおいては、光を反射する凹部54Xの表面が平面であるので、凹部54Xの表面で反射された光の広がりが非常に少ない(図9B参照)。これに対して、実施形態における導光体5では、凹部54の表面(領域S1)が曲面であるため、凹部54の表面(領域S1)で反射された光の広がりが大きくなる(図9A参照)。ゆえに、実施形態における導光体5は、比較例における導光体5Xに比べて、出射面から広範囲に光を出射させることができる。そして、光源ユニットA1は、導光体5の出射面51から広範囲に光を出射させることにより、従来例と比較して、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
また、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度が向上することにより、導光板21の入射面210に入射する光の均斉度も向上する。そして、入射面210に入射する光の均斉度が向上することにより、導光板21の出射面211から出射して表示パネル20を照らす光の均斉度も向上する。
その結果、表示装置B1は、比較例の導光体5Xを有する光源ユニットと組み合わされる場合に比べて、表示パネル20の中心と周辺の輝度差の低減を図ることができる。そして、表示装置B1は、表示パネル20の中心と周辺の輝度差の低減を図ることによって、表示パネル20を透過する光の配光特性を拡げて視認性の向上を図ることができるという利点がある。
ここで、光源ユニットA1において、導光体5を収容する収容部43の上板431及び側板433は、導光体5の反射面52A(複数の凹部54の内面を含む。)及び導光体5の底面55(入射面50と反対側の底面)と対向している(図13参照)。なお、上板431及び側板433の内側の表面は、光の反射率を高めるように、白色に着色されることが好ましい。
収容部43の上板431は、反射面52Aを透過した光を反射し、反射した光を再度導光体5に入射させることができる。同じく、収容部43の側板433は、導光体5の入射面50と反対側の底面55を透過した光を反射し、反射した光を再度導光体5の底面55から導光体5に入射させることができる。ただし、導光体5の底面55と収容部43の側板433の間には隙間が空けられている(図13参照)。この隙間は、導光体5が熱膨張した場合に、導光体5が収容部43の側板433と接触し、側板433から受ける力で導光体5が収容部43から脱落したり、収容部43が変形するといった不具合の発生を抑制するために設けられている。
しかして、光源ユニットA1は、収容部43の上板431及び側板433を反射板とすることにより、反射板を有しない場合に比べて、発光部30の発光量と導光体5の出射面51から出射する光量の割合(発光効率)の向上を図ることができる。
ところで、導光体5において、反射面52Aが単位面積当たりに反射する光(光束)は、入射面50から離れるにつれて減少する。そこで、光源ユニットA1は、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から離れるほど、複数の凹部54の間隔を狭くすることにより(図8B参照)、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図っている。
また、導光体5の反射面52Aにおいて、複数の凹部54のそれぞれとの境界C1が曲面である(図9A参照)。境界C1が曲面であると、境界C1が互いに交わった2つの平面である場合に比べて、境界C1で反射する光の広がりを大きくすることができる。その結果、光源ユニットA1は、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
なお、導光体5の形状は4角柱状に限定されないが、少なくとも、導光体5の反射面52Aにおいて、入射面50に近い側の端部が、発光部30の光軸と平行となる形状であることが好ましい。言い換えると、導光体5の形状は、入射面50に近い側の端部を4角柱状とし、その他の部分を角すい台状などの形状であっても構わない。
(5)変形例
以下、実施形態に係る光源ユニットA1の幾つかの変形例を説明する。ただし、以下に説明する各変形例は、導光体5の構成に特徴があり、導光体5以外の構成は実施形態に係る光源ユニットA1の基本構成と共通である。したがって、各変形例において、実施形態と共通する構成要素には同一の符号を付して図示及び説明を適宜省略する。
(5-1)変形例1
変形例1の光源ユニットA1は、導光体5の反射面52Aに設けられる複数の凹部54の形状に特徴がある。変形例1における凹部54は、導光体5の短手方向(前後方向)から見た形状(導光体5の長手方向に沿った断面形状)が、短軸が反射面52Aの長手方向(左右方向)と交差するだ円の一部である(図14A参照)。
変形例1における導光体5は、実施形態における導光体5と同様に、出射面から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-2)変形例2
変形例2の光源ユニットA1は、導光体5の反射面52Aに設けられる複数の凹部54の形状に特徴がある。変形例2における凹部54は、導光体5の短手方向(前後方向)から見た形状(導光体5の長手方向に沿った断面形状)が円弧(半円)である(図14B参照)。
変形例2における導光体5は、実施形態における導光体5と同様に、出射面から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-3)変形例3
変形例3の光源ユニットA1は、導光体5の反射面52Aに設けられる複数の凹部54の形状に特徴がある。変形例3における凹部54は、導光体5の短手方向(前後方向)から見た形状(導光体5の長手方向に沿った断面形状)が、放物線をその軸に対して2分割し、かつ、2分割した各放物線の一部を180°反転させた形状である(図14C参照)
変形例3における導光体5は、実施形態における導光体5と同様に、出射面から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-4)変形例4
変形例4の光源ユニットA1は、導光体5の反射面52Aに設けられる複数の凹部54の形状に特徴がある。変形例4における凹部54は、表面の領域S1の導光体5の短手方向から見た形状が、だ円の一部であり、かつ、領域S1を除いた残りの領域S2が、領域S1のだ円の一部を上下(長軸の方向)に反転させた形状である(図15A参照)。
つまり、導光体5内を進行する光は、主に凹部54の表面のうちで入射面と対向する領域S1で反射することになり、入射面から見て領域S1の裏に存在する領域S2で反射することは少ない。ゆえに、凹部54における領域S2の形状は、どのような形状であっても構わない。
しかして、変形例4における導光体5も、実施形態における導光体5と同様に、出射面から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-5)変形例5
変形例5の光源ユニットA1は、導光体5の反射面52Aに設けられる複数の凹部54の形状に特徴がある。変形例5における凹部54は、表面の領域S1の導光体5の短手方向(前後方向)から見た形状(導光体5の長手方向に沿った断面形状)が、傾きの異なる複数(図示例では3つ)の直線(平面)を繋げた折れ線状である(図15B参照)。また、凹部54の表面において、領域S1を除いた残りの領域S2が、1つの直線(平面)である。
しかして、変形例5における導光体5も、実施形態における導光体5と同様に、出射面から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-6)変形例6
変形例6の光源ユニットA1は、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から離れるほど、複数の凹部54の深さH1i(i=1、2、…、n)を徐々に深くしていることに特徴がある(図16参照)。なお、変形例6において、複数の凹部54の間隔T1は一定であるが、実施形態と同様に、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から離れるほど、複数の凹部54の間隔を狭くしても構わない。
しかして、凹部54の深さH1iの深くなるほど、凹部54の表面の領域S1も大きくなるので、実施形態における導光体5と同様に、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-7)変形例7
変形例7の光源ユニットA1は、導光体5の2つの底面をそれぞれ入射面50とすることに特徴がある(図17参照)。つまり、図17では図示を省略しているが、導光体5の長手方向の両端に発光部が1つずつ配置される。
また、変形例7における導光体5は、2つの入射面50から導光体5の長手方向の中央(図17における1点破線)までの範囲において、各入射面50から離れるほど、複数の凹部54の間隔T1i(i=1、2、…、n)を狭くしている。なお、変形例7において、複数の凹部54のそれぞれの深さH1は一定である。
しかして、変形例7の光源ユニットA1は、導光体5の両端の2つの底面を入射面50とし、各入射面50に光を入射するので、導光体5の出射面51から出射する光量を増やすことができる。しかも、変形例7の光源ユニットA1は、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から離れるほど、複数の凹部54の間隔を狭くしているので、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(5-8)変形例8
変形例8の光源ユニットA1は、変形例7と同様に、導光体5の2つの底面をそれぞれ入射面50とすることに特徴がある(図18参照)。つまり、図18では図示を省略しているが、導光体5の長手方向の両端に発光部が1つずつ配置される。
また、変形例7における導光体5は、2つの入射面50から導光体5の長手方向の中央(図17における1点破線)までの範囲において、各入射面50から離れるほど、複数の凹部54の深さH1i(i=1、2、…、n)を徐々に深くしている。なお、変形例8において、複数の凹部54の間隔T1は一定であるが、変形例7と同様に、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から導光体5の中央に近付くほど、複数の凹部54の間隔を狭くしても構わない。
しかして、変形例8の光源ユニットA1は、導光体5の両端の2つの底面を入射面50とし、各入射面50に光を入射するので、導光体5の出射面51から出射する光量を増やすことができる。しかも、変形例8の光源ユニットA1は、反射面52Aの長手方向に沿って入射面50から離れるほど、複数の凹部54の深さを狭くしているので、導光体5の出射面51から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
(6)まとめ
本開示の第1の態様に係る光源ユニット(A1)は、光を発する1つ以上の発光部(30)と、長尺に形成されて発光部(30)が発する光を導光する導光体(5)と、を有する。導光体(5)は、2つの底面と、4つ以上の側面と、を有する柱状に形成されている。2つの底面のうちの1つの底面は、発光部(30)と対向して光が入射する入射面(50)である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、入射面(50)から入射した光を導光体(5)の外に出射させる出射面(51)である。4つ以上の側面のうちの1つの側面は、出射面(51)に向けて光を反射させる反射面(52A)である。反射面(52A)には、反射面(52A)の長手方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の凹部(54)が設けられる。複数の凹部(54)のそれぞれの表面において、少なくとも入射面(50)と対向する領域(S1)が曲面である。
第1の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)の出射面(51)から広範囲に光を出射させることにより、従来例と比較して、導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
本開示の第2の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1の態様との組合せにより実現され得る。第2の態様に係る光源ユニット(A1)において、反射面(52A)の長手方向に沿った領域(S1)の断面形状がだ円の一部であることが好ましい。
第2の態様に係る光源ユニット(A1)は、凹部(54)の領域(S1)の断面形状がだ円の一部であるので、曲面を容易に形成することができる。
本開示の第3の態様に係る光源ユニット(A1)は、第2の態様との組合せにより実現され得る。第3の態様に係る光源ユニット(A1)において、領域(S1)の断面形状は、長軸が反射面(52A)の長手方向と交差するだ円の一部であることが好ましい。
第3の態様に係る光源ユニット(A1)は、凹部(54)の領域(S1)の断面形状が、長軸が反射面(52A)の長手方向と交差するだ円の一部であるので、凹部(54)の深さを深くして領域(S1)で反射させる光量を増やすことができる。
本開示の第4の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1の態様との組合せにより実現され得る。第4の態様に係る光源ユニット(A1)において、反射面(52A)の長手方向に沿った領域(S1)の断面形状が円弧であることが好ましい。
第4の態様に係る光源ユニット(A1)は、凹部(54)の領域(S1)の断面形状が円弧であるので、曲面を容易に形成することができる。
本開示の第5の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1~第4のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第5の態様に係る光源ユニット(A1)において、反射面(52A)において、複数の凹部(54)のそれぞれとの境界が曲面であることが好ましい。
第5の態様に係る光源ユニット(A1)は、複数の凹部(54)のそれぞれと反射面(52A)との境界(C1)が曲面であるので、境界(C1)が互いに交わった2つの平面である場合に比べて、境界(C1)で反射する光の広がりを大きくすることができる。その結果、第5の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
本開示の第6の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1~第5のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第6の態様に係る光源ユニット(A1)において、複数の凹部(54)の間隔は、反射面(52A)の長手方向に沿って入射面(50)から離れるほど、狭くなることが好ましい。
第6の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
本開示の第7の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1~第5のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第7の態様に係る光源ユニット(A1)において、複数の凹部(54)の深さは、反射面(52A)の長手方向に沿って入射面(50)から離れるほど、深くなることが好ましい。
第7の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の更なる向上を図ることができる。
本開示の第8の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1~第7のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第8の態様に係る光源ユニット(A1)において、反射面(52A)において、少なくとも入射面(50)に近い側の端部が、発光部(30)の光軸と平行であることが好ましい。
第8の態様に係る光源ユニット(A1)は、入射面(50)から入射する光のうち、入射面(50)に近い側の端部の反射面(52A)に入射する光を全反射させやすくなる。
本開示の第9の態様に係る光源ユニット(A1)は、第8の態様との組合せにより実現され得る。第9の態様に係る光源ユニット(A1)において、導光体(5)は、角柱状に形成されていることが好ましい。
第9の態様に係る光源ユニット(A1)は、反射面(52A)全体が光軸と平行となるので、反射面(52A)に入射する光をより全反射させやすくできる。
本開示の第10の態様に係る光源ユニット(A1)は、第1~第9のいずれかの態様との組合せにより実現され得る。第10の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)の反射面(52A)と対向し、反射面(52A)に反射されずに導光体(5)の外に出射する光を反射面(52A)に向けて反射する反射板(上板431)を更に有することが好ましい。
第10の態様に係る光源ユニット(A1)は、発光部(30)の発光量と導光体(5)の出射面(51)から出射する光量の割合(発光効率)の向上を図ることができる。
本開示の第11の態様に係る光源ユニット(A1)は、第10の態様との組合せにより実現され得る。第11の態様に係る光源ユニット(A1)は、入射面(50)と異なる導光体(5)の底面と対向し、底面から導光体(5)の外に出射する光を底面に向けて反射する補助反射板(側板433)を更に有することが好ましい。
第11の態様に係る光源ユニット(A1)は、発光部(30)の発光量と導光体(5)の出射面(51)から出射する光量の割合(発光効率)の更なる向上を図ることができる。
本開示の第12の態様に係る光源ユニット(A1)は、第11の態様との組合せにより実現され得る。第12の態様に係る光源ユニット(A1)は、導光体(5)を収容する収容部(43)を更に有することが好ましい。反射板及び補助反射板が収容部(43)の少なくとも一部を構成することが好ましい。
第12の態様に係る光源ユニット(A1)は、大型化を抑制しつつ、発光部(30)の発光量と導光体(5)の出射面(51)から出射する光量の割合(発光効率)の更なる向上を図ることができる。
本開示の第13の態様に係る表示装置(B1)は、第1~第12のいずれかの態様に係る光源ユニット(A1)と、光源ユニット(A1)によって照らされる表示パネル(20)と、表示パネル(20)及び光源ユニット(A1)を保持する本体(1)と、を備える。
第13の態様に係る表示装置(B1)は、導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の向上を図ることができる。
本開示の第14の態様に係る表示装置(B1)は、第13の態様との組合せにより実現され得る。第14の態様に係る表示装置(B1)は、板状に形成される導光板(21)を更に備えることが好ましい。導光板(21)は、導光体(5)の出射面(51)と対向する側面(入射面210)と、表示パネル(20)と対向する出射面(211)と、を有することが好ましい。側面から入射する光を導光し、かつ、出射面(211)から出射することによって表示パネル(20)を照らすように構成されることが好ましい。
第14の態様に係る表示装置(B1)は、光源ユニット(A1)が導光体(5)の出射面(51)から出射する光の均斉度の向上を図ることにより、表示パネル(20)の中心と周辺の輝度差の低減を図ることができる。その結果、第14の態様に係る表示装置(B1)は、表示パネル(20)の中心と周辺の輝度差の低減を図ることによって、表示パネル(20)を透過する光の配光特性を拡げて視認性の向上を図ることができる。
A1 光源ユニット
B1 表示装置(誘導灯)
1 本体
5 導光体
20 表示パネル
21 導光板
30 発光部
43 収容部
50 入射面
51 出射面
52A 反射面
54 凹部
210 入射面
211 出射面
431 上板(反射板)
433 側板(補助反射板)
S1 領域
C1 境界

Claims (14)

  1. 光を発する1つ以上の発光部と、
    長尺に形成されて前記発光部が発する前記光を導光する導光体と、
    を有し、
    前記導光体は、2つの底面と、4つ以上の側面と、を有する柱状に形成されており、
    前記2つの底面のうちの1つの底面は、前記発光部と対向して前記光が入射する入射面であり、
    前記4つ以上の側面のうちの1つの側面は、前記入射面から入射した光を前記導光体の外に出射させる出射面であり、
    前記4つ以上の側面のうちの1つの側面は、前記出射面に向けて前記光を反射させる反射面であり、
    前記反射面には、前記反射面の長手方向に沿って間隔を空けて並ぶ複数の凹部が設けられ、
    前記複数の凹部のそれぞれの表面において、少なくとも前記入射面と対向する領域が曲面である、
    光源ユニット。
  2. 前記反射面の長手方向に沿った前記領域の断面形状がだ円の一部である、
    請求項1記載の光源ユニット。
  3. 前記領域の前記断面形状は、長軸が前記反射面の長手方向と交差するだ円の一部である、
    請求項2記載の光源ユニット。
  4. 前記反射面の長手方向に沿った前記領域の断面形状が円弧である、
    請求項1記載の光源ユニット。
  5. 前記反射面において、前記複数の凹部のそれぞれとの境界が曲面である、
    請求項1~4のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  6. 前記複数の凹部の前記間隔は、前記反射面の長手方向に沿って前記入射面から離れるほど、狭くなる、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  7. 前記複数の凹部の深さは、前記反射面の長手方向に沿って前記入射面から離れるほど、深くなる、
    請求項1~5のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  8. 前記反射面において、少なくとも前記入射面に近い側の端部が、前記発光部の光軸と平行である、
    請求項1~7のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  9. 前記導光体は、角柱状に形成されている、
    請求項8記載の光源ユニット。
  10. 前記導光体の前記反射面と対向し、前記反射面に反射されずに前記導光体の外に出射する光を前記反射面に向けて反射する反射板を更に有する、
    請求項1~9のいずれか1項に記載の光源ユニット。
  11. 前記入射面と異なる前記導光体の前記底面と対向し、前記底面から前記導光体の外に出射する光を前記底面に向けて反射する補助反射板を更に有する、
    請求項10記載の光源ユニット。
  12. 前記導光体を収容する収容部を更に有し、
    前記反射板及び前記補助反射板が前記収容部の少なくとも一部を構成する、
    請求項11記載の光源ユニット。
  13. 請求項1~12のいずれかの光源ユニットと、
    前記光源ユニットによって照らされる表示パネルと、
    前記表示パネル及び前記光源ユニットを保持する本体と、
    を備える、
    表示装置。
  14. 板状に形成される導光板を更に備え、
    前記導光板は、前記導光体の前記出射面と対向する側面と、前記表示パネルと対向する出射面と、を有し、前記側面から入射する光を導光し、かつ、前記出射面から出射することによって前記表示パネルを照らすように構成される、
    請求項13記載の表示装置。
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