JP3493542B2 - 面光源装置 - Google Patents
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- JP3493542B2 JP3493542B2 JP6244098A JP6244098A JP3493542B2 JP 3493542 B2 JP3493542 B2 JP 3493542B2 JP 6244098 A JP6244098 A JP 6244098A JP 6244098 A JP6244098 A JP 6244098A JP 3493542 B2 JP3493542 B2 JP 3493542B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、導光板を用いた面
光源装置に関し、特に、光源から導光板への光結合の効
率向上を図る技術に関するものである。
光源装置に関し、特に、光源から導光板への光結合の効
率向上を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、照明等に主に用いられる面光源装
置として、ＬＥＤ等の光源からの光を導光板に入射さ
せ、面状に広げて出射させる構成のものがあり、各種電
気機器等の液晶表示画面のバックライト光源装置として
広く用いられている。この種の導光型の面光源装置を図
１の斜視図及び図２の断面図により示す。この面光源装
置１００は、光を閉じ込めるための導光板２と、発光部
３（以下、光源という）と、反射板４とから構成されて
いる。導光板２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル
樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂により形成されてお
り、導光板２の下面には凹凸加工や拡散反射インクのド
ット印刷等によって拡散パターン５が形成されている。
光源３は、回路基板３ａ上に複数のＬＥＤなどのいわゆ
る点光源３ｂを実装したものであって、導光板２の側面
（光入射面７）に対向している。反射板４は、反射率の
高い、例えば、白色樹脂シートによって形成されてお
り、その両側部は、両面テープ８によって導光板２の下
面に貼り付けられている。
置として、ＬＥＤ等の光源からの光を導光板に入射さ
せ、面状に広げて出射させる構成のものがあり、各種電
気機器等の液晶表示画面のバックライト光源装置として
広く用いられている。この種の導光型の面光源装置を図
１の斜視図及び図２の断面図により示す。この面光源装
置１００は、光を閉じ込めるための導光板２と、発光部
３（以下、光源という）と、反射板４とから構成されて
いる。導光板２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル
樹脂等の透明で屈折率の大きな樹脂により形成されてお
り、導光板２の下面には凹凸加工や拡散反射インクのド
ット印刷等によって拡散パターン５が形成されている。
光源３は、回路基板３ａ上に複数のＬＥＤなどのいわゆ
る点光源３ｂを実装したものであって、導光板２の側面
（光入射面７）に対向している。反射板４は、反射率の
高い、例えば、白色樹脂シートによって形成されてお
り、その両側部は、両面テープ８によって導光板２の下
面に貼り付けられている。
【０００３】しかして、図２に示すように、光源３から
出射されて光入射面７から導光板２の内部に導かれた光
ｆは、導光板２内部で全反射することによって導光板２
内部に閉じ込められる。導光板２内部の光ｆは、拡散パ
ターン５に入射すると、拡散反射され、光出射面６へ向
けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された光ｆ
が、光出射面６から外部へ取り出される。また、導光板
２下面の拡散パターン５の存在しない箇所を透過した光
ｆは、反射板４によって反射されて、再び導光板２内部
へ戻るので、導光板２下面からの光量損失を防止するこ
とができる。
出射されて光入射面７から導光板２の内部に導かれた光
ｆは、導光板２内部で全反射することによって導光板２
内部に閉じ込められる。導光板２内部の光ｆは、拡散パ
ターン５に入射すると、拡散反射され、光出射面６へ向
けて全反射の臨界角よりも小さな角度で反射された光ｆ
が、光出射面６から外部へ取り出される。また、導光板
２下面の拡散パターン５の存在しない箇所を透過した光
ｆは、反射板４によって反射されて、再び導光板２内部
へ戻るので、導光板２下面からの光量損失を防止するこ
とができる。
【０００４】ところで、上述したように、ＬＥＤを光源
とした導光型のバックライト面光源装置においては、Ｌ
ＥＤの出射光を導光板に結合しなければならず、また、
導光板に結合させた光を拡散パターンにより面状に広げ
ているため、制御性が必ずしも良くなく、高効率、高均
一性に限界があり、また、設計が容易でない。従来で
は、照明等インコヒーレント光を導光板に結合するため
の構成として、いわゆるベクター（方向）放射結合型の
ものが知られている。
とした導光型のバックライト面光源装置においては、Ｌ
ＥＤの出射光を導光板に結合しなければならず、また、
導光板に結合させた光を拡散パターンにより面状に広げ
ているため、制御性が必ずしも良くなく、高効率、高均
一性に限界があり、また、設計が容易でない。従来で
は、照明等インコヒーレント光を導光板に結合するため
の構成として、いわゆるベクター（方向）放射結合型の
ものが知られている。
【０００５】ベクター放射結合型のバックライトの構成
を図３（ａ）（ｂ）に示す。ＬＥＤから成る光源３は導
光板２の端面の一点に局在化されており、それを中心に
導光板２の下面には、拡散パターン５が同心円上に配列
されている。光源３から導光板２に光結合部３ｃを経て
結合された光は放射状に広がり、拡散パターン５によっ
て出射される。導光板２の下方には反射板４が設けられ
ている。光は光源３を中心に導光板２の中を直線的に導
光させる。これにより、出射光は、導光量と放射損失係
数との積で表すことができる。放射損失係数を導光量低
下を補うように増加させることで、均一な出射光量を得
るようにする。拡散パターン５は、導光方向に対して垂
直な方向に一様な形状にする。これにより、パターンに
当たった光で出射されなかった光も、導光方向が変わる
ことなく直線的な導光が得られる。
を図３（ａ）（ｂ）に示す。ＬＥＤから成る光源３は導
光板２の端面の一点に局在化されており、それを中心に
導光板２の下面には、拡散パターン５が同心円上に配列
されている。光源３から導光板２に光結合部３ｃを経て
結合された光は放射状に広がり、拡散パターン５によっ
て出射される。導光板２の下方には反射板４が設けられ
ている。光は光源３を中心に導光板２の中を直線的に導
光させる。これにより、出射光は、導光量と放射損失係
数との積で表すことができる。放射損失係数を導光量低
下を補うように増加させることで、均一な出射光量を得
るようにする。拡散パターン５は、導光方向に対して垂
直な方向に一様な形状にする。これにより、パターンに
当たった光で出射されなかった光も、導光方向が変わる
ことなく直線的な導光が得られる。
【０００６】ここに、光が直線的に導光することから、
光源３の指向性制御を行う必要があり、光結合部３ｃの
形状を制御する。図４に本バックライト構成の理想的な
光源の指向性を示す。光源３から導光板２の出射領域の
端までの距離の２乗にほぼ比例する。このため、図示の
対角θａ方向に相対強度のピークが現れ、光源指向性の
補正が必要となる。そこで、図３（ｂ）に示すように、
光源結合部３ｃのレンズ作用を用いて、対角θａ方向に
光を屈折させ補正している。また、実際には、理想的な
指向性と完全に一致させることは不可能であって、光源
３からの出射方向に依存する輝度むらが発生するので、
輝度の強い方向のパターン密度を下げ、低い方向へ合わ
せることにより、均一性が得られるようにする。
光源３の指向性制御を行う必要があり、光結合部３ｃの
形状を制御する。図４に本バックライト構成の理想的な
光源の指向性を示す。光源３から導光板２の出射領域の
端までの距離の２乗にほぼ比例する。このため、図示の
対角θａ方向に相対強度のピークが現れ、光源指向性の
補正が必要となる。そこで、図３（ｂ）に示すように、
光源結合部３ｃのレンズ作用を用いて、対角θａ方向に
光を屈折させ補正している。また、実際には、理想的な
指向性と完全に一致させることは不可能であって、光源
３からの出射方向に依存する輝度むらが発生するので、
輝度の強い方向のパターン密度を下げ、低い方向へ合わ
せることにより、均一性が得られるようにする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなベクター放射結合方式の面光源装置において、均一
な照射を実現するためには、図５のグラフの実線で示す
ような入射光の指向性分布が必要である。この分布形状
は、光源から導光板への光の取り込み口の形状で制御す
るが、実際には、完全に実現できるわけではなく、破線
で示すような形状になってしまう。このずれは、各方向
ごとの輝度ばらつきを生じる原因であり、導光型面光源
における大きな課題である。
うなベクター放射結合方式の面光源装置において、均一
な照射を実現するためには、図５のグラフの実線で示す
ような入射光の指向性分布が必要である。この分布形状
は、光源から導光板への光の取り込み口の形状で制御す
るが、実際には、完全に実現できるわけではなく、破線
で示すような形状になってしまう。このずれは、各方向
ごとの輝度ばらつきを生じる原因であり、導光型面光源
における大きな課題である。
【０００８】さらには、理想的な指向性分布からのずれ
は、光源が理想的な点光源でないために生じる。指向性
分布のずれを図６（ａ）に示し、光源の大きさによる出
射光のずれを図６（ｂ）に示している。光源が完全な点
光源であれば、図７の実線で示すような理想的な分布
が、光取り込み形状を制御することによりできる。しか
し、実際の光源は幅を持っているため、破線で示すよう
に、理想的な光から少しづつずれた光も生じる。出射光
は全ての光の合成であるから、指向性分布は、図７に示
すように、なまった分布形状となる。光源が大きさを持
つことは避けられないことから、このずれは本質的な問
題である。
は、光源が理想的な点光源でないために生じる。指向性
分布のずれを図６（ａ）に示し、光源の大きさによる出
射光のずれを図６（ｂ）に示している。光源が完全な点
光源であれば、図７の実線で示すような理想的な分布
が、光取り込み形状を制御することによりできる。しか
し、実際の光源は幅を持っているため、破線で示すよう
に、理想的な光から少しづつずれた光も生じる。出射光
は全ての光の合成であるから、指向性分布は、図７に示
すように、なまった分布形状となる。光源が大きさを持
つことは避けられないことから、このずれは本質的な問
題である。
【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、光源から導光板に入射された光
の指向性分布の輝度のばらつきを改善することができ、
均一な照明が可能な面光源装置を提供することを目的と
する。
になされたものであり、光源から導光板に入射された光
の指向性分布の輝度のばらつきを改善することができ、
均一な照明が可能な面光源装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、平板状の導光板と、導光板の端面
に光が入射するように設置された、導光板の幅に比べて
幅の狭い光源と、導光板内を導光する光を出射する、導
光板表面に設けられたパターンと、導光板内を導光する
光を光源の方向に反射させる、導光板表面に設けられた
凸パターンとからなり、凸パターンを構成する面の光源
から遠い側の面は、少なくとも一組の互いにほぼ直交す
る面からなり、上記のほぼ直交する面は、その間の交角
をほぼ２等分する平面が光源を通り、かつ導光板表面に
垂直になる角度で設置され、上記のほぼ直交する面の交
線と導光板表面の角度を６７．５°以上にすることによ
り、凸パターンを構成する面の光源から遠い側の面に入
射する光を光源の方向に反射させる面光源装置である。
に請求項１の発明は、平板状の導光板と、導光板の端面
に光が入射するように設置された、導光板の幅に比べて
幅の狭い光源と、導光板内を導光する光を出射する、導
光板表面に設けられたパターンと、導光板内を導光する
光を光源の方向に反射させる、導光板表面に設けられた
凸パターンとからなり、凸パターンを構成する面の光源
から遠い側の面は、少なくとも一組の互いにほぼ直交す
る面からなり、上記のほぼ直交する面は、その間の交角
をほぼ２等分する平面が光源を通り、かつ導光板表面に
垂直になる角度で設置され、上記のほぼ直交する面の交
線と導光板表面の角度を６７．５°以上にすることによ
り、凸パターンを構成する面の光源から遠い側の面に入
射する光を光源の方向に反射させる面光源装置である。
【００１１】 上記構成においては、照明の光源が点光
源で、光源と導光板との結合方式がベクター結合である
ことで、導光板の凸パターンに入射する光は、光源から
真っ直ぐに来る光となる。そして、凸パターンを構成す
る面の光源から遠い側の面が互いにほぼ直交する面から
なる直角プリズムに構成されているので、この直角プリ
ズムに垂直に入射する光は逆方向、つまり光源側へ反射
させられる。そのため、光源と凸パターンとの間で多重
反射が起き、光源側では拡散反射成分が生じ、凸パター
ンのない方向への光が増加する。光源と凸パターンとの
間の多重反射は、凸パターンの互いにほぼ直交する面の
交線と導光板表面の角度が６７．５°以上であることに
より、実現可能とされている。従って、この凸パターン
が、導光板に入射された光の指向性分布の輝度の高い角
度方向に設置されていることにより、導光板から出射さ
れる光の指向性分布の輝度ばらつきを調整する機能を果
たす。さらに、導光板内を導光される光は導光板表面に
設けられたパターンに当たることで出射される。こうし
て光出射されることで、均一な照射が可能となる。
源で、光源と導光板との結合方式がベクター結合である
ことで、導光板の凸パターンに入射する光は、光源から
真っ直ぐに来る光となる。そして、凸パターンを構成す
る面の光源から遠い側の面が互いにほぼ直交する面から
なる直角プリズムに構成されているので、この直角プリ
ズムに垂直に入射する光は逆方向、つまり光源側へ反射
させられる。そのため、光源と凸パターンとの間で多重
反射が起き、光源側では拡散反射成分が生じ、凸パター
ンのない方向への光が増加する。光源と凸パターンとの
間の多重反射は、凸パターンの互いにほぼ直交する面の
交線と導光板表面の角度が６７．５°以上であることに
より、実現可能とされている。従って、この凸パターン
が、導光板に入射された光の指向性分布の輝度の高い角
度方向に設置されていることにより、導光板から出射さ
れる光の指向性分布の輝度ばらつきを調整する機能を果
たす。さらに、導光板内を導光される光は導光板表面に
設けられたパターンに当たることで出射される。こうし
て光出射されることで、均一な照射が可能となる。
【００１２】また、上記凸パターンの光源に近い側の面
と導光板表面の角度は、２２．５°以下であることが望
ましい。これにより、凸パターンの光源から遠い側の直
角プリズム面と光源に近い側の面とのなす角度は９０°
以上となり、プリズムで反射された光が光源側の面に当
たっても外へ出て行かないようにすることができる。
と導光板表面の角度は、２２．５°以下であることが望
ましい。これにより、凸パターンの光源から遠い側の直
角プリズム面と光源に近い側の面とのなす角度は９０°
以上となり、プリズムで反射された光が光源側の面に当
たっても外へ出て行かないようにすることができる。
【００１３】また、請求項３の発明は、平板状の導光板
と、導光板の端面に光が入射するように設置された、導
光板の幅に比べて幅の狭い光源と、導光板の非出射面側
に設置された反射板と、導光板内を導光する光を出射す
る、導光板表面に設けられたパターンと、導光板内を導
光する光を光源の方向に反射させる、導光板表面に垂直
に刻まれた凹パターンとからなり、凹パターンの光源側
の面は、少なくとも一組の互いにほぼ直交する面からな
り、上記のほぼ直交する面は、そのほぼ直交する面の間
の交角をほぼ２等分する平面が光源を通る角度で設置さ
れている面光源装置である。上記構成においては、請求
項１における凸パターンに代えて、凹パターンを用い
て、上記と同等の作用が得られる。
と、導光板の端面に光が入射するように設置された、導
光板の幅に比べて幅の狭い光源と、導光板の非出射面側
に設置された反射板と、導光板内を導光する光を出射す
る、導光板表面に設けられたパターンと、導光板内を導
光する光を光源の方向に反射させる、導光板表面に垂直
に刻まれた凹パターンとからなり、凹パターンの光源側
の面は、少なくとも一組の互いにほぼ直交する面からな
り、上記のほぼ直交する面は、そのほぼ直交する面の間
の交角をほぼ２等分する平面が光源を通る角度で設置さ
れている面光源装置である。上記構成においては、請求
項１における凸パターンに代えて、凹パターンを用い
て、上記と同等の作用が得られる。
【００１４】また、光源の背面基板は、白い筐体である
ことが望ましい。また、上記凸パターン又は凹パターン
は、光源から導光板方向に垂直に伸ばした直線上又はそ
の近傍と、光源から導光板の対角へ伸ばした直線の外側
に設置されていることが望ましい。
ことが望ましい。また、上記凸パターン又は凹パターン
は、光源から導光板方向に垂直に伸ばした直線上又はそ
の近傍と、光源から導光板の対角へ伸ばした直線の外側
に設置されていることが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面を参照して説明する。図８は本実施形態によ
る面光源装置の外観図である。この面光源装置は、各種
電気機器等の液晶表示画面のバックライトとして使用さ
れる。面光源装置１１は、光を閉じ込めて導光させる矩
形平板状の透明媒体である導光板１２と、この導光板１
２の端面から光が入射するように設置された光源１３
と、導光板１２の非出射面側（図では下面）の平板上に
設けられたシート又は薄板状の反射板１４と、導光板１
２の平板上の一面に設けられた凹凸状の光出射用のパタ
ーン１５（請求項でいうパターン）とから構成される。
光源１３としては、導光板１２の幅寸法に比べて十分に
幅の狭いＬＥＤモジュール等を用いる。
形態を図面を参照して説明する。図８は本実施形態によ
る面光源装置の外観図である。この面光源装置は、各種
電気機器等の液晶表示画面のバックライトとして使用さ
れる。面光源装置１１は、光を閉じ込めて導光させる矩
形平板状の透明媒体である導光板１２と、この導光板１
２の端面から光が入射するように設置された光源１３
と、導光板１２の非出射面側（図では下面）の平板上に
設けられたシート又は薄板状の反射板１４と、導光板１
２の平板上の一面に設けられた凹凸状の光出射用のパタ
ーン１５（請求項でいうパターン）とから構成される。
光源１３としては、導光板１２の幅寸法に比べて十分に
幅の狭いＬＥＤモジュール等を用いる。
【００１６】導光板１２内を導光する光を光源１３の方
向に反射させる輝度調整用の凹又は凸のパターン１５０
（請求項でいう凹パターン又は凸パターン）が、導光板
１２表面の光源１３に比較的近い位置で、導光板１２に
入射された光の指向性分布の輝度の高い角度方向に設置
されている（詳細構成は後述）。この導光板１２から光
を出射させる機構は、基本的には上述の従来技術で説明
したものと同等であり、光源１３から導光板１２内に導
入された光は、導光板１２内で全反射され、混ぜ合わさ
れて出射用のパターン１５により外部へ出射される。な
お、導光板１２の厚みは、１ｍｍ程度のものを用いる。
向に反射させる輝度調整用の凹又は凸のパターン１５０
（請求項でいう凹パターン又は凸パターン）が、導光板
１２表面の光源１３に比較的近い位置で、導光板１２に
入射された光の指向性分布の輝度の高い角度方向に設置
されている（詳細構成は後述）。この導光板１２から光
を出射させる機構は、基本的には上述の従来技術で説明
したものと同等であり、光源１３から導光板１２内に導
入された光は、導光板１２内で全反射され、混ぜ合わさ
れて出射用のパターン１５により外部へ出射される。な
お、導光板１２の厚みは、１ｍｍ程度のものを用いる。
【００１７】図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に、上記面光源装
置における光源方向へ光を反射するための調整用のパタ
ーン１５０の構成を示す。ここに示すパターン１５０は
凸パターン（以下、凸パターンという）であり、その光
源１３から遠い側の面は、少なくとも一組の互いにほぼ
直交する直角プリズム状の面１５ａからなり、そのほぼ
直交する面は、その間の交角をほぼ２等分する平面が光
源１３を通り、かつ導光板１２表面に垂直になる角度で
設置され、直交する面の交線と導光板表面の角度は６
７．５°以上とする。また、この面と光源側の面との間
の角度は、ほぼ９０°又はそれ以上とする。すなわち、
凸パターン１５０の光源１３に近い側の面と導光板１２
表面の角度は、２２．５°以下とする。これにより、プ
リズムで反射された光が、光源１３側の面に当たっても
外へ出ないようになる。
置における光源方向へ光を反射するための調整用のパタ
ーン１５０の構成を示す。ここに示すパターン１５０は
凸パターン（以下、凸パターンという）であり、その光
源１３から遠い側の面は、少なくとも一組の互いにほぼ
直交する直角プリズム状の面１５ａからなり、そのほぼ
直交する面は、その間の交角をほぼ２等分する平面が光
源１３を通り、かつ導光板１２表面に垂直になる角度で
設置され、直交する面の交線と導光板表面の角度は６
７．５°以上とする。また、この面と光源側の面との間
の角度は、ほぼ９０°又はそれ以上とする。すなわち、
凸パターン１５０の光源１３に近い側の面と導光板１２
表面の角度は、２２．５°以下とする。これにより、プ
リズムで反射された光が、光源１３側の面に当たっても
外へ出ないようになる。
【００１８】ここで考える照明の光源１３は、導光板１
２の横幅方向寸法に比べて十分に幅の狭い点光源であ
り、導光板１２との結合方式も従来技術で説明したよう
なベクター結合である。このため、図１０（ａ）（ｂ）
に示すように、凸パターン１５０の直角プリズム１５ａ
に入射する光は、光源１３から真っ直ぐに来る光であ
る。直角プリズム１５ａに垂直に光が入射した場合、そ
の光は逆方向に反射させられる。また、図１１（ａ）
（ｂ）に示すように、直角プリズム１５ａが傾いた場合
でも、上から見た時に傾いていない角度であれば、全反
射角を保っているため、光を逆方向に反射させる。この
原理より、本実形態による凸パターン１５０の直角プリ
ズム１５ａ面は、全反射を生じさせる。
２の横幅方向寸法に比べて十分に幅の狭い点光源であ
り、導光板１２との結合方式も従来技術で説明したよう
なベクター結合である。このため、図１０（ａ）（ｂ）
に示すように、凸パターン１５０の直角プリズム１５ａ
に入射する光は、光源１３から真っ直ぐに来る光であ
る。直角プリズム１５ａに垂直に光が入射した場合、そ
の光は逆方向に反射させられる。また、図１１（ａ）
（ｂ）に示すように、直角プリズム１５ａが傾いた場合
でも、上から見た時に傾いていない角度であれば、全反
射角を保っているため、光を逆方向に反射させる。この
原理より、本実形態による凸パターン１５０の直角プリ
ズム１５ａ面は、全反射を生じさせる。
【００１９】直角プリズム１５ａは、入射した光を確実
に２回反射させるように、十分に長い方が望ましい。ま
たは、ピッチが十分小さい方が望ましい。図１２（ａ）
には、直角プリズム１５ａが十分に長い場合、（ｂ）に
は直角プリズム１５ａが短い場合を示している。後者の
場合は、入射光は１回だけ反射され、外へ出て行くよう
なことが起きる。
に２回反射させるように、十分に長い方が望ましい。ま
たは、ピッチが十分小さい方が望ましい。図１２（ａ）
には、直角プリズム１５ａが十分に長い場合、（ｂ）に
は直角プリズム１５ａが短い場合を示している。後者の
場合は、入射光は１回だけ反射され、外へ出て行くよう
なことが起きる。
【００２０】次に、本実施形態の作用を説明する。上述
の原理により、直角プリズム１５ａでは、全反射が生じ
る。よって、調整用の凸パターン１５０に入射する光
は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、全て光源側へ反
射させられる。これによって、凸パターン１５０と光源
１３との間で多重反射が生じる。光源１３側は、拡散反
射であるので、凸パターン１５０のない方向の光が増加
する。また、反射光は、ずれて光源１３以外の部分に当
たる可能性もあるため、光源１３の背面基板は、白い筐
体としておくことが望ましい。また、凸パターン１５０
は、指向性分布を調整するために、光源１３から導光板
１２方向に垂直に伸ばした直線上又はその近傍と、光源
１３から導光板１２の対角へ伸ばした直線の外側に設置
されていることが望ましい。
の原理により、直角プリズム１５ａでは、全反射が生じ
る。よって、調整用の凸パターン１５０に入射する光
は、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、全て光源側へ反
射させられる。これによって、凸パターン１５０と光源
１３との間で多重反射が生じる。光源１３側は、拡散反
射であるので、凸パターン１５０のない方向の光が増加
する。また、反射光は、ずれて光源１３以外の部分に当
たる可能性もあるため、光源１３の背面基板は、白い筐
体としておくことが望ましい。また、凸パターン１５０
は、指向性分布を調整するために、光源１３から導光板
１２方向に垂直に伸ばした直線上又はその近傍と、光源
１３から導光板１２の対角へ伸ばした直線の外側に設置
されていることが望ましい。
【００２１】図１４に本実施形態による指向性分布の変
化を示す。同図において、実線は目標値、破線は実際の
値、矢印は凸パターン１５０によって補正される向きを
示す。目標値より輝度の高い方向にのみ凸パターン１５
０を設置すれば、矢印のような指向性分布の変化が生
じ、指向性分布は目標値に近付く。
化を示す。同図において、実線は目標値、破線は実際の
値、矢印は凸パターン１５０によって補正される向きを
示す。目標値より輝度の高い方向にのみ凸パターン１５
０を設置すれば、矢印のような指向性分布の変化が生
じ、指向性分布は目標値に近付く。
【００２２】また、凸パターン１５０としては、これに
代えて、図１５に示すような、光源１３に対向した直角
プリズム１５ａを持つ凹パターン１５０´であっても構
わない。
代えて、図１５に示すような、光源１３に対向した直角
プリズム１５ａを持つ凹パターン１５０´であっても構
わない。
【００２３】なお、本発明は上記実施形態の構成に限ら
れず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で
は、輝度調整用の凹パターン１５０又は凸パターン１５
０´による指向性分布の調整について述べたが、導光板
１２の平板上に設けられた光出射用のパターン１５自体
を指向性分布の調整に寄与し得るように分布させること
も可能である。また、本面光源装置は、室内照明用の光
源としても適用可能である。
れず種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で
は、輝度調整用の凹パターン１５０又は凸パターン１５
０´による指向性分布の調整について述べたが、導光板
１２の平板上に設けられた光出射用のパターン１５自体
を指向性分布の調整に寄与し得るように分布させること
も可能である。また、本面光源装置は、室内照明用の光
源としても適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】 以上のように本発明によれば、導光板
に設けた凸パターン又は凹パターンが、互いにほぼ直交
する面からなり、導光板内を導光する光を光源側へ反射
させるので、この凸パターン又は凹パターンが導光板に
入射された光の指向性分布の輝度の高い角度方向に設置
されていることにより、凸パターン又は凹パターンと光
源の間で多重反射が起き、光源側での拡散反射成分のた
めに、凸パターン又は凹パターンのない方向への光が増
加する。凸パターンにおいては、光源に遠い側の面と導
光板表面の角度を６７．５°以上とし、光源に近い側の
面と導光板表面の角度を２２．５°以下とすることによ
り、光源と凸パターンとの間で多重反射を実現すること
ができる。その結果、導光板から出射される光の指向性
分布の輝度ばらつきが解消され、導光板に設けられたパ
ターンにより出射される光は均一なものとなり、均一な
照明が可能となる。
に設けた凸パターン又は凹パターンが、互いにほぼ直交
する面からなり、導光板内を導光する光を光源側へ反射
させるので、この凸パターン又は凹パターンが導光板に
入射された光の指向性分布の輝度の高い角度方向に設置
されていることにより、凸パターン又は凹パターンと光
源の間で多重反射が起き、光源側での拡散反射成分のた
めに、凸パターン又は凹パターンのない方向への光が増
加する。凸パターンにおいては、光源に遠い側の面と導
光板表面の角度を６７．５°以上とし、光源に近い側の
面と導光板表面の角度を２２．５°以下とすることによ
り、光源と凸パターンとの間で多重反射を実現すること
ができる。その結果、導光板から出射される光の指向性
分布の輝度ばらつきが解消され、導光板に設けられたパ
ターンにより出射される光は均一なものとなり、均一な
照明が可能となる。
【図１】従来の面光源装置の斜視図である。
【図２】同装置の断面図である。
【図３】（ａ）はベクター放射結合型のバックライト構
成の斜視図、（ｂ）は光源からの光結合部を示し、
（ａ）のＡ部の拡大図である。
成の斜視図、（ｂ）は光源からの光結合部を示し、
（ａ）のＡ部の拡大図である。
【図４】バックライト構成の理想的な光源の指向性を示
す特性図である。
す特性図である。
【図５】ベクター放射結合方式の面光源装置における入
射光の指向性分布を示す図である。
射光の指向性分布を示す図である。
【図６】（ａ）は指向性分布のずれを示す図、（ｂ）は
光源の大きさによる出射光のずれを示す図である。
光源の大きさによる出射光のずれを示す図である。
【図７】指向性分布がなまっている状況を示す図であ
る。
る。
【図８】本実施形態による面光源装置の外観図である。
【図９】（ａ）は同面光源装置の側面図、（ｂ）は同装
置における輝度調整用のパターンを示し、（ａ）のＥ部
の拡大透視斜視図、（ｃ）は横断面図である。
置における輝度調整用のパターンを示し、（ａ）のＥ部
の拡大透視斜視図、（ｃ）は横断面図である。
【図１０】（ａ）はプリズムに垂直に光が入射した場合
の上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。
の上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。
【図１１】（ａ）はプリズムに斜めに光が入射した場合
の上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。
の上から見た図、（ｂ）は横から見た図である。
【図１２】（ａ）はプリズムが長い場合の図、（ｂ）は
プリズムが短い場合の図である。
プリズムが短い場合の図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）は本実施形態のパターンの作用
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図１４】本実施形態による指向性分布の変化を示す図
である。
である。
【図１５】パターンの他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１１ 面光源装置
１２ 導光板
１３ 光源
１４ 反射板
１５ パターン
１５０ 凸パターン
１５ａ 直角プリズム
１５０´ 凹パターン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−259623（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−51130（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−235207（ＪＰ，Ａ)
登録実用新案3016945（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F21V 8/00 601
G09F 9/00 336
Claims (5)
- 【請求項１】 平板状の導光板と、 上記導光板の端面に光が入射するように設置された、導
光板の幅に比べて幅の狭い光源と、 上 記導光板内を導光する光を出射する、導光板表面に設
けられたパターンと、上記 導光板内を導光する光を上記光源の方向に反射させ
る、導光板表面に設けられた凸パターンとからなり、 上記凸パターンを構成する面の光源から遠い側の面は、
少なくとも一組の互いにほぼ直交する面からなり、 上記のほぼ直交する面は、その間の交角をほぼ２等分す
る平面が光源を通り、かつ導光板表面に垂直になる角度
で設置され、 上記のほぼ直交する面の交線と導光板表面の角度を６
７．５°以上にすることにより、上記凸パターンを構成
する面の光源から遠い側の面に入射する光を光源の方向
に反射させることを特徴とする面光源装置。 - 【請求項２】 上記凸パターンの光源に近い側の面と導
光板表面の角度は、２２．５°以下であることを特徴と
する請求項１に記載の面光源装置。 - 【請求項３】 平板状の導光板と、 上記導光板の端面に光が入射するように設置された、導
光板の幅に比べて幅の狭い光源と、 上記導光板の非出射面側に設置された反射板と、 上記導光板内を導光する光を出射する、導光板表面に設
けられたパターンと、 上記導光板内を導光する光を上記光源の方向に反射させ
る、導光板表面に垂直に刻まれた凹パターンとからな
り、 上記凹パターンの光源側の面は、少なくとも一組の互い
にほぼ直交する面からなり、 上記のほぼ直交する面は、そのほぼ直交する面の間の交
角をほぼ２等分する平面が光源を通る角度で設置されて
いることを特徴とする面光源装置。 - 【請求項４】 光源の背面基板は、白い筐体であること
を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
面光源装置。 - 【請求項５】 上記凸パターン又は凹パターンは、 光源から導光板方向に垂直に伸ばした直線上又はその近
傍と、 光源から導光板の対角へ伸ばした直線の外側に設置され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の面光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6244098A JP3493542B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 面光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6244098A JP3493542B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 面光源装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003300835A Division JP2004006421A (ja) | 2003-08-26 | 2003-08-26 | 面光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260129A JPH11260129A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3493542B2 true JP3493542B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=13200275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6244098A Expired - Fee Related JP3493542B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 面光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493542B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3635248B2 (ja) * | 2001-07-23 | 2005-04-06 | 日本ライツ株式会社 | 平面照明装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3016945U (ja) | 1995-04-13 | 1995-10-17 | アイコム株式会社 | 液晶バックライトの反射構造 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP6244098A patent/JP3493542B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3016945U (ja) | 1995-04-13 | 1995-10-17 | アイコム株式会社 | 液晶バックライトの反射構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11260129A (ja) | 1999-09-24 |
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