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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光入射端面部から導入した光をこの光入射端面部と対向する光出射端面部から出射させるための導光ブロックに関し、特に広い面積を持った光出射端面部の全域から均一に光を出射させる場合に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
透過型液晶表示装置の光源として用いられる平面照明装置は、液晶表示装置の表示面積に応じて種々の形態のものが使用されている。しかしながら、消費電力を抑制するために光源として蛍光ランプやLEDアレイなどを使用し、また平面照明装置の奥行き方向のコンパクト化を図ると同時に液晶表示面での均一な配光特性を得るために平板状をなす導光板を用い、この導光板の側端面から入射させた光源からの光を導光板の表面から均一に出射させるようにしたものが大部分である。このような導光板の表面や裏面には、導光板内を伝搬する光の伝搬特性や導光板の表面からの光の出射方向を変更するための微小な凹凸が所定のパターンにて形成され、これによって導光板の表面全域からほぼ均一な光を出射させることができる。
【0003】
液晶技術の進歩に伴い、極めて大きな表示面積を持つ液晶表示装置が製造可能となっている。このような大型の透過型液晶表示装置においては、導光板の側端面すべてに蛍光ランプを配置したとしても、液晶表示面の中央部における光量が不足気味となり、表示面の全域に亙って均一な配光特性を持たせることが困難である。このため、表示面積が非常に大きな透過型液晶表示装置に用いられる平面照明装置としては、液晶表示装置の裏面に散光板を介して蛍光ランプなどの光源を配し、これをリフレクタで覆った構造のものが一般的となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
内部を伝搬する光の伝搬特性や表面からの光の出射方向を変更するための微小な凹凸を所定のパターンに形成した大きな導光板は、ロール成形などが根本的にできないため、射出成形によって製造されるが、導光板の面積が大きくなるに連れて成形圧力も大きくしなければならず、極めて大型の射出成形装置が必要となり、設備コストが嵩む欠点を有する。
【0005】
散光板とリフレクタとの間に光源を配した構造のものは、散光板の全域に亙って均一な配光特性を持たせるために散光板から光源までの距離をある程度離す必要があり、光源からの光が散光板まで気中伝搬状態となる。このため、散光板を使用していることと相俟って光の減衰が大きく、散光板の全域に亙って均一な配光特性が得られたとしても、十分な照度を得るためには消費電力の大きな光源を用いる必要がある。逆に、散光板に対して光源を近接させて配置した場合には、散光板からの出射光の強度をある程度確保することができるものの、散光板の全域に亙って均一な配光特性を持たせることが実質的に不可能である。
【0006】
【発明の目的】
本発明の目的は、表示面積が大きな透過型液晶表示装置であっても、これに対して均一な配光特性を得ることができる低消費電力の平面照明装置や、照明面積を任意に変更し得る均一な配光特性を持った低消費電力の平面照明装置を実現し得る導光ブロックを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の形態は、シリンドリカル凹レンズ面にて形成され、光が入射する細長い光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具えことを特徴とする導光ブロックにある。
【0010】
本発明において、光入射端面部から導光ブロック内に入射した光は、側端面部にて全反射を繰り返しながら光出射端面部へ向けて導光ブロック内を伝搬する。その途中で、側端面部に形成されたプリズム体により一部の光の伝搬方向が偏向されて拡散し、さらに光出射端面部に形成された光偏向要素によって出射方向を制御された光が出射端面部の全域に亙ってほぼ均一出射することとなる。
【0011】
本発明の第2の形態は、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具え、前記光出射端面部に対する前記一対の傾斜面の傾斜角が前記光出射端面部側ほど大きく設定されていることを特徴とする導光ブロックにある。
【0013】
本発明の第3の形態は、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具え、前記光出射端面部と前記プリズム体の第2斜面部とのなす角が前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど大きく設定されていることを特徴とする導光ブロックにある。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の形態による導光ブロックは、光学ガラス以外に光学的に透明なPMMA,PC,zeonor(商品名:日本ゼオン株式会社),アートン(商品名:JSR株式会社)などの成形可能な樹脂を用いて製造することができる。
【0016】
本発明の第1の形態による導光ブロックにおいて、光偏向要素は、底辺が光入射端面部の凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、光出射端面部に対してそれぞれ垂直な一対の錐面と、底辺を含む傾斜錐面とを持った三角錐状の凹部であってよい。この場合、光偏向要素を光出射端面部の中央部側ほど大きな占有率となるように形成することが好ましい。
本発明の第2の形態による導光ブロックにおいて、光入射端面部を平面以外に凸面または凹面にすることも可能であり、例えば円錐面,円錐台面,レンズ面またはそのレンチキュラー面,あるいはレンチキュラープリズム面などで構成することができる。レンチキュラーレンズ面やレンチキュラープリズム面で光入射端面部を構成した場合には、入射端面部の中央部と外周縁部とで個々の光学要素の特性や分布を変えることも有効であるが、特に凹レンズ面が製造の容易性や効果の点で好ましい。
【0017】
偏向要素は、光出射端面部に対して凸状であっても凹状であってもよく、球面の一部や円形または多角形の柱状あるいは錐状(プリズム状)をなすものであって良い。光出射端面部の単位面積当りに占める光偏向要素の面積の割合は、光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定されていることが好ましい。
【0019】
光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿ったプリズム体の間隔を光出射端面部側ほど狭く設定したり、プリズム体の頂部の高さを光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿って光出射端面部側ほど高く設定したりすることが好ましい。
【0020】
光出射端面部と側端面部との間に形成され、光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部をさらに具えることができる。この場合、一対の接続端面部は、その一方が係止凸部を有すると共にこの係止凸部と対応した形状の係止凹部を他方が有するものであって良い
【0021】
側端面部の表面に形成された光反射層をさらに具えることができる。この場合、光反射層が金属または白色無機物質を有し、蒸着,スッパッタリング,塗布または接着によって形成することができる。
【0022】
【実施例】
本発明による導光ブロックを平面照明装置に組み込んだ実施例について、図1〜図8を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が可能であり、従って本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも当然応用することができる。
【0023】
第1の実施例における平面照明装置の外観を分解状態で図1に示し、その断面構造を図2に示す。すなわち、本実施例における平面照明装置は、それぞれ略二等辺三角柱状をなす一対の導光ブロック11と、これら導光ブロック11の外周縁部を囲む枠体12と、この枠体12に一体的に接合され、前記導光ブロック11がそれぞれ収容される一対のケーシング13と、これらケーシング13内にそれぞれ収容され、図示しない電源に接続する本発明の光源としての一対の蛍光ランプ14とを具えている。
【0024】
本実施例における導光ブロック11の側面形状を図3に示し、図2中の矢視IV部を抽出拡大して図4に示す。すなわち、本実施例における導光ブロック11は屈折率が1.4〜1.7程度の光学的に透明なアクリル樹脂(PMMA)などで形成され、光源である蛍光ランプ14からの光が入射する細長い光入射端面部15と、この光入射端面部15の反対側に位置すると共に当該光入射端面部15よりも大きな面積を有し、光が出射する矩形の光出射端面部16と、光入射端面部15と光出射端面部16との間に位置する第1および第2の側端面部17,18と、光出射端面部16と第1側端面部17との間に位置し、光出射端面部16に対してそれぞれ垂直をなす一対の接続端面部19とを有する。
【0025】
蛍光ランプ14と対向し、この蛍光ランプ14とほぼ等しい長さを有する細長い本実施例の光入射端面部15は、図示しない曲率中心軸線が蛍光ランプ14の長手方向と平行となるシリンドリカル凹レンズ面を構成しており、ここから導光ブロック11内に入射する光がシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と垂直な平面内で拡散されるように配慮している。
【0026】
一対の第1側端面部17は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線を通って光出射端面部16に垂直な平面を対称面とする一対の傾斜面にて形成されており、一対の第2側端面部18は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線に対して垂直をなしている。
【0027】
光入射端面部15を平面にて形成した場合、ここから導光ブロック11内に入射する光は、第2側端面部18と平行な面内において導光ブロック11を構成する材料の屈折率に依存した入射臨界角、すなわち全反射角以上には物理的に拡散しないため、これら一対の第1側端面部17の開き角γが導光ブロック11を構成する材料の全反射角よりも大きな場合、特に、光出射端面部16から光源である蛍光ランプ14までの距離を短く設定して平面照明装置の薄型化を企図した場合、一対の第1側端面部17の開き角γを導光ブロック11を構成する材料の全反射角よりも大きくする必要がある。このような場合、上述したように光入射端面部15をシリンドリカル凹レンズ面に形成することにより、導光ブロック11内に入射する光を一対の第1側端面部17の開き角γに応じて導光ブロック11の全域に拡散させることが可能となる。
【0028】
シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と平行に延在する一対の接続端面部19の一方には、円錐台状をなす係止凸部20がこの接続端面部19の長手方向に沿って相隔てて複数(図示例では2つ)形成されており、他方の接続端面部19にはこれら係止凸部20と対応した形状の係止凹部21がこの接続端面部19の長手方向に沿って相隔てて複数(図示例では2つ)形成されている。各接続端面部19に形成される係止凸部20および係止凹部21の位置は、複数の導光ブロック11の一方の接続端面部19に形成された係止凸部20を他方の導光ブロック11の他方の接続端面部19に形成された係止凹部21に嵌合させた場合、これら2つの導光ブロック11の接続端面部19が完全に重なり合い、2つの導光ブロック11の光出射端面部16が段差なく完全に同一平面をなすように設定されている。
【0029】
光出射端面部16には、この光出射端面部16からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素22がランダムに形成されており、本実施例における光偏向要素22は、球面の一部で形成された半径が数十マイクロメートル程度の凸球状をなし、光出射端面部16の表面から数マイクロメートル程度突出している。これら光偏向要素22の寸法形状や分布などは、光出射端面部16から出射する光の拡散角や輝度および明るさが光偏向要素22の存在によってその全域に亙りほぼ均一となるように、適切に設定されている。光偏向要素22は、このような目的を達成することができさえすれば光出射端面部16に対して凹状であってもよく、円形または多角形の柱状あるいは錐状をなしていても良い。光出射端面部16の単位面積当りに占める光偏向要素22の占有率は、シリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線を通る光出射端面部16に対して垂直な面を中心としてここから遠ざかるほど、すなわち光入射端面部15からの直線距離が遠いほど大きくなるように、図5に示すような分布を基本的に有している。
【0030】
第1側端面部17には、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体23が形成されている。これらプリズム体23も光偏向要素22と同様に、最終的に光出射端面部16から出射する光の拡散角や輝度および明るさがプリズム体23の存在によってその全域に亙りほぼ均一となるように適切に設定されている。本実施例におけるプリズム体23は、光出射端面部16と平行に延在する頂部24と、この頂部24を境として光入射端面部15側を向く第1斜面部25およびその反対側の第2斜面部26とを有する。本実施例では、光入射端面部15と光出射端面部16との対向方向に沿ったプリズム体の間隔Pを光出射端面部16側ほど狭く設定している。このようなプリズム体23を第2側端面部18に形成することも有効である。
【0031】
光出射端面部16から出射する光の拡散角や輝度および明るさがその全域に亙りさらに均一となるように、プリズム体の頂部24の高さを光入射端面部15と光出射端面部16との対向方向に沿って光出射端面部16側ほど高く設定したり、光出射端面部16とプリズム体の第2斜面部26とのなす角θを光入射端面部15と光出射端面部16との対向方向に沿って光出射端面部16側ほど大きく設定するようにしても良い。
【0032】
従って、光偏向要素22およびプリズム体23の寸法形状や分布などを適当に調整することにより、光出射端面部16から出射する光を所望の方向にのみ拡散させたり、その輝度分布や明るさも任意に設定することが可能となる。
【0033】
本実施例では、一対の第1側端面部17をそれぞれ平面にて形成したが、これら一対の第1側端面部17の開き角γが光出射端面部16側ほど連続的またはステップ状に小さくなるように設定するようにしても良い。すなわち、一対の第1側端面部17の開き角γを入射光の最大屈折角よりも大きく設定した導光ブロック11の場合、光出射端面部16の中央部から出射する光量や輝度が第1側端面部17に近接する光出射端面部16の両側縁部から出射する光量や輝度よりも大きくなる傾向を持つ。このため、光出射端面部16の両側縁部から出射する光量や輝度を相対的に増やし、光出射端面部16の全域に亙って均一な光量および輝度となるように、光出射端面部16側に近い第1側端面部17の開き角γを小さくし、ここで導光ブロック11に入射した入射光を全反射させることが有効である。これは、光出射端面部16とプリズム体の第2斜面部26とのなす角θを光入射端面部15と光出射端面部16との対向方向に沿って光出射端面部16側ほど大きく設定した場合と同様である。
【0034】
ケーシング13は、蛍光ランプ14が発する光を導光ブロック11の光入射端面部15に効率良く反射させるためのリフレクタ27と、導光ブロック11の第1および第2側端面部17,18を覆う光反射カバー28とからなり、これらの内周面は導光ブロック11から漏洩した光を再び導光ブロック11内に入射させるために金属メッキまたは白色塗装などによる処理が施されている。本実施例における光反射カバー28には、相互に連結状態にある導光ブロック11の光入射端面部15の周囲を囲み、光反射カバー28の内周面と同様の反射処理が施された枠体12が一体的に接合され、この枠体12は接続端面部19の幅に対してほぼ対応した幅寸法を有する。枠体12には、導光ブロック11の連結に関与していない接続端面部19の係止凸部20および係止凹部21に対してそれぞれ係止する位置決め凹部29および位置決め凸部30が形成されており、これによって枠体12に対する導光ブロック11の位置決めを正確に行うことができるようになっている。枠体12および光反射カバー28は、これらの結合部分から外部に光が漏洩しないように、本実施例では嵌め合わせ構造を採用しており、これらは図示しない接着剤などによって一体的に接合される。
【0035】
従って、蛍光ランプ14から発せられた光は、リフレクタ27によって光入射端面部15から導光ブロック11内に入射するが、この光入射端面部15のシリンドリカル凹レンズ面の作用によって入射臨界角以上の角度に拡散され、光出射端面部16側へ向けて導光ブロック11内を伝搬する。第1および第2側端面部17,18や接続端面部19から外部に漏出した光は、光反射カバー28や枠体12の内面処理によって、再び導光ブロック11内に入射し、最終的にすべての光が導光ブロック11の光出射端面部16から出射する。この場合、光出射端面部16から出射する光の拡散角や輝度および明るさは、プリズム体23および光偏向要素22の存在によって、その全域に亙りほぼ均一となる。
【0036】
上述した実施例では、一対の第2側端面部18をシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線に対して垂直に設定したが、光源としてLEDや電球などの点状光源を採用した場合には、これら一対の第2側端面部18も第1側端面部17と同様に傾斜させ、導光ブロック11を全体として錐台状に形成することも可能である。この場合には、上述した接続端面部19と同様な接続端面部を光出射端面部16と第2側端面部18との間にも形成し、導光ブロック11を2つの方向に連結できるようにすることも可能である。このように側端面部17,18を錐面にした場合には、点状光源からの光を効率良く導光ブロック11内に導入することができる。
【0038】
上述した実施例では、照明面積を増大するために複数の導光ブロック11を組み合わせて平面照明装置を構成したが、単一の導光ブロック11のみ用いて平面照明装置を構成することも当然可能である。このような平面照明装置の他の実施例の外観を分解状態で図6に示し、その矢視VII部の平面形状を図7に抽出拡大して示し、この実施例における光偏向要素22の外観を図8に抽出拡大して示すが、先の実施例と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに止め、重複する説明は省略するものとする。
【0039】
すなわち、本実施例における一対の第1側端面部17の開き角γは、先の実施例における一対の第1側端面部17の開き角よりもさらに大きく設定されているため、導光ブロック11内で全反射せずにそのまま光出射端面部16から出射する光が多くなる傾向を持つこととなる。そこで、導光ブロック11内で全反射せずにそのまま光出射端面部16から出射するような伝搬方向の光を接続端面部19や第1側端面部17側に全反射させる機能を光偏向要素22に持たせ、これによって光出射端面部16から出射する光の拡散角や輝度および明るさを均一化させるようにしている。本実施例における光偏向要素22は、複数種類のものが混在した状態となっており、先の実施例の如き球面の一部で形成された半径が数十マイクロメートル程度の凸球状をなすものの他に、底辺31がシリンドリカル凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、光出射端面部16に対してそれぞれ垂直な一対の錐面32と、上端縁が上述した底辺31となった傾斜錐面33とを有する三角錐状の凹部を具えている。この三角錐状の凹部にて形成された光偏向要素22の傾斜錐面33が導光ブロック11内で全反射せずにそのまま光出射端面部16から出射するような伝搬方向の光を接続端面部19や第1側端面部17側に全反射させる機能を持っている。三角錐状の凹部にて形成された光偏向要素22は、主として導光ブロック11の光出射端面部16の中央部側ほど大きな占有率となるようにランダムに形成され、凸球状をなす光偏向要素22は主として光出射端面部16の接続端面19側ほど大きな占有率となるようにランダムに形成されている。
【0040】
本実施例では、導光ブロック11の全周に接続端面部19,34が形成しており、光出射端面部16の長辺に沿って延在する細長い係止凸部20および係止凹部21が形成された一対の接続端面部19と、光出射端面部16の短辺に沿って延在する平坦な一対の接続端面部34とを有している。平坦な一対の接続端面部34にも係止凸部20および係止凹部21を形成するようにしても良い。また、本実施例では光源である蛍光ランプ14の長さが光出射端面部16の長辺の長さよりも短いものを使用しているため、一対の第2側端面部18を一対の第1側端面部17と同様に傾斜させ、これによって光入射端面部15の長さを光源である蛍光ランプ14の長さに対応させている。従って、本実施例における導光ブロック11は略角錐台状をなしている。
【0041】
なお、上述した2つの実施例において、導光ブロック11の第1および第2側端面部17,18の表面に金属または酸化チタンなどのような白色無機物質を含む光反射層を形成した場合には、光反射カバー28などを使用する必要がなくなり、しかも第1および第2側端面部17,18から導光ブロック11の外部への光の漏出を抑えることができるため、光出射端面部16から効率良く光を出射させることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明の導光ブロックの第1の形態によると、シリンドリカル凹レンズ面にて形成され、光が入射する細長い光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、光入射端面部と光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、一対の傾斜面に突出状態で形成され、光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具えているので、光入射端面部から導光ブロック内に入射した光が光出射端面部に向けて導光ブロック内を伝搬する間にプリズム体によって効率良く拡散され、さらに光偏向要素によって光出射端面部の全域からほぼ均一な光量の光を出射させることができる。また、光入射端面部から導光ブロック内に入射した光を光出射端面部に向けて効率良く拡散させることができる。さらに、長尺の多角柱状をなす導光ブロックを射出成形以外に押し出し成形や引き抜き成形などで連続的に製造することができ、しかも線状光源からの光を効率良く導光ブロック内に拡散させることができる。
【0043】
本発明の導光ブロックの第2の形態によると、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、光入射端面部と光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、一対の傾斜面に突出状態で形成され、光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具え、光出射端面部に対する一対の傾斜面の傾斜角が光出射端面部側ほど大きく設定されているので、導光ブロック内を伝搬する光のうち、光出射端面部側に向けて全反射する光の割合を光出射端面部側に近づくほど多くすることができるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、光出射端面部の全域に亙ってより均一な光量の光を出射させることができる。
本発明の導光ブロックの第3の形態によると、光が入射する光入射端面部と、この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、光入射端面部と光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、一対の傾斜面に突出状態で形成され、光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体とを具え、光出射端面部とプリズム体の第2斜面部とのなす角が光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿って光出射端面部側ほど大きく設定されているので、導光ブロック内を伝搬する光の全反射条件の破られる割合が光出射端面部側に近づくほど多くなるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、より均一な光量の光を光出射端面部の全域から出射させることができる。
【0044】
光出射端面部の単位面積当りに占める光偏向要素の面積の割合を光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定した場合には、光出射端面部にて全反射する光が光偏向要素の存在によって光出射端面部から出射する傾向を持つため、光出射端面部の全域に亙ってより均一な光量の光を出射させることができる。
【0045】
入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿ったプリズム体の間隔を光出射端面部側ほど狭く設定したり、プリズム体の頂部の高さを光入射端面部と光出射端面部との対向方向に沿って光出射端面部側ほど高く設定した場合には、導光ブロック内を伝搬する光の全反射条件の破られる割合が光出射端面部側に近づくほど多くなるため、光出射端面部の中央部に対して外周縁部からの光の出射量を相対的に多くすることが可能となり、より均一な光量の光を光出射端面部の全域から出射させることができる。
【0046】
光出射端面部と側端面部との間に形成され、光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部をさらに具えている場合には、複数の導光ブロックをこれらの接続端面部を介して一体的に連結することが可能となり、任意の照明面積を持った導光ブロックユニットを構成することができる。特に、一対の接続端面部の一方が係止凸部を有すると共にこの係止凸部と対応した形状の係止凹部を他方が有する場合には、一体的に連結される一対の導光ブロックの位置合わせを容易かつ正確に行うことができる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による導光ブロックを用いた平面照明装置の一実施例の外観を表す分解斜視図である。
【図2】図1に示した実施例における平面照明装置の断面図である。
【図3】図1に示した実施例における導光ブロックの側面図である。
【図4】図2中のIV矢視部の抽出拡大断面図である。
【図5】 図1に示した実施例における光偏向要素の占有率を表すグラフである。
【図6】 本発明による導光ブロックを用いた平面照明装置の他の実施例の外観を表す分解斜視図である。
【図7】図6中の矢視VII部の抽出拡大平面図である。
【図8】 図7に示した光偏向要素の外観を表す拡大斜視図である。
【符号の説明】
11 導光ブロック
12 枠体
13 ケーシング
14 蛍光ランプ
15 光入射端面部
16 光出射端面部
17,18 側端面部
19 接続端面部
20 係止凸部
21 係止凹部
22偏向要素
23 プリズム体
24 頂部
25 第1斜面部
26 第2斜面部
27 リフレクタ
28 光反射カバー
29 位置決め凹部
30 位置決め凸部
31 底辺
32 錐面
33 傾斜錐面
34 接続端面部
γ 第1側端面部の開き角
θ 光出射端面部と第2斜面部とのなす角
P プリズム体の間隔
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a light guide block for emitting light introduced from a light incident end face from a light emitting end face opposed to the light incident end face.ToIn particular, it is suitable for the case where light is emitted uniformly from the entire area of the light emitting end face having a large area.
[0002]
[Prior art]
As a flat illumination device used as a light source of a transmissive liquid crystal display device, various forms are used according to the display area of the liquid crystal display device. However, in order to reduce power consumption, a fluorescent lamp or LED array is used as a light source, and the flat illumination device is made flat in order to make the flat illumination device compact in the depth direction and at the same time obtain uniform light distribution characteristics on the liquid crystal display surface. In most cases, a light guide plate having a shape is used, and light from a light source incident from the side end face of the light guide plate is uniformly emitted from the surface of the light guide plate. On the front and back surfaces of such a light guide plate, minute irregularities for changing the propagation characteristics of light propagating in the light guide plate and the light emission direction from the surface of the light guide plate are formed in a predetermined pattern, Thereby, substantially uniform light can be emitted from the entire surface of the light guide plate.
[0003]
With the advancement of liquid crystal technology, liquid crystal display devices having a very large display area can be manufactured. In such a large transmissive liquid crystal display device, even if fluorescent lamps are arranged on all side end surfaces of the light guide plate, the amount of light at the center of the liquid crystal display surface is insufficient, and is uniform over the entire display surface. It is difficult to have a good light distribution characteristic. For this reason, as a flat illumination device used for a transmissive liquid crystal display device with a very large display area, a light source such as a fluorescent lamp is arranged on the back surface of the liquid crystal display device through a diffuser plate, and this is covered with a reflector. Things have become commonplace.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A large light guide plate with minute irregularities to change the propagation characteristics of light propagating inside and the light emission direction from the surface in a predetermined pattern is fundamentally impossible to roll forming, so it is manufactured by injection molding However, as the area of the light guide plate is increased, the molding pressure must be increased, and an extremely large injection molding apparatus is required, resulting in a disadvantage that the equipment cost increases.
[0005]
In the case of a structure in which a light source is arranged between the diffuser plate and the reflector, it is necessary to increase the distance from the diffuser plate to the light source to some extent in order to have uniform light distribution characteristics over the entire area of the diffuser plate. The light from the light propagates in the air to the diffuser plate. For this reason, in combination with the use of a diffuser plate, the attenuation of light is large, and even if uniform light distribution characteristics are obtained over the entire area of the diffuser plate, in order to obtain sufficient illuminance It is necessary to use a light source with high power consumption. Conversely, when the light source is arranged close to the diffuser plate, the intensity of the light emitted from the diffuser plate can be secured to some extent, but the uniform light distribution characteristics over the entire area of the diffuser plate. It is virtually impossible to have.
[0006]
OBJECT OF THE INVENTION
  An object of the present invention is a low power consumption flat illumination device capable of obtaining uniform light distribution characteristics even for a transmissive liquid crystal display device having a large display area.And a light guide block that can realize a low-power flat illumination device with uniform light distribution characteristics that can change the illumination area arbitrarilyIs to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The first aspect of the present invention is:Formed with cylindrical concave lens surface,Light is incidentSlenderA light incident end face portion, located on the opposite side of the light incident end face portion and having a larger area than the light incident end face portion, a light emitting end face portion from which light is emitted, and randomly formed on the light emitting end face portion A plurality of light deflecting directions of light emitted from the light emitting end face portions.Light ofPositioned between the deflection element and the light incident end face and the light exit end faceIncluding a pair of inclined surfacesFour side end surfaces,SaidA pair ofInclined surfaceFormed in a protruding stateA top part extending in parallel with the light emitting end face part, a first slope part facing the light incident end face part side from the top part, and a second slope part opposite to the first slope part,Multiple deflectors that deflect the direction of light travelPrism bodyWithTheIt is in the light guide block characterized by this.
[0010]
  In the present invention, light that has entered the light guide block from the light incident end face portion propagates in the light guide block toward the light exit end face portion while repeating total reflection at the side end face portion. In the middle, formed on the side end facePrism bodyThe direction of propagation of some light is deflected and diffused by theLightLight whose emission direction is controlled by the deflecting element is emitted almost uniformly over the entire area of the emission end face.
[0011]
  The second aspect of the present invention is:A light incident end face part where light is incident, a light emitting end face part which is located on the opposite side of the light incident end face part and has a larger area than the light incident end face part, and from which the light is emitted, and the light emitting end face part A plurality of light deflection elements that are randomly formed to deflect the light emission direction from the light emission end face part, and are positioned between the light incident end face part and the light emission end face part, and a pair of inclined surfaces Including four side end surface portions, a top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces, and extending parallel to the light emitting end surface portion, and a first inclined surface facing the light incident end surface portion side with the top portion as a boundary And a plurality of prism bodies for deflecting the traveling direction of light, respectively, and an inclination angle of the pair of inclined surfaces with respect to the light emitting end surface portion is the light emitting end surface portion The side is set largerIt is characterized byLight guide blockIt is in.
[0013]
  The third aspect of the present invention is:A light incident end face part where light is incident, a light emitting end face part which is located on the opposite side of the light incident end face part and has a larger area than the light incident end face part, and from which the light is emitted, and the light emitting end face part A plurality of light deflection elements that are randomly formed to deflect the light emission direction from the light emission end face part, and are positioned between the light incident end face part and the light emission end face part, and a pair of inclined surfaces Including four side end surface portions, a top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces, and extending parallel to the light emitting end surface portion, and a first inclined surface facing the light incident end surface portion side with the top portion as a boundary And a plurality of prism bodies that respectively deflect light traveling directions, and an angle formed by the light emitting end face portion and the second slope portion of the prism body is In the opposite direction of the light incident end face and the light exit end face It is set larger the light emission end surface portion side IIt is characterized byLight guide blockIt is in.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The light guide block according to the first embodiment of the present invention can be molded into optically transparent PMMA, PC, zeonor (trade name: Nippon Zeon Co., Ltd.), Arton (trade name: JSR Corporation), etc. in addition to optical glass. It can be manufactured using a simple resin.
[0016]
  In the light guide block according to the first aspect of the present invention,The light deflection element includes an isosceles triangular opening whose base is parallel to the central axis of curvature of the concave lens surface of the light incident end face, and includes a pair of conical surfaces perpendicular to the light exit end face and the base It may be a triangular pyramid-shaped recess having an inclined cone surface. In this case, it is preferable that the light deflection element is formed so as to have a larger occupation ratio toward the center of the light emitting end face.
  In the light guide block according to the second aspect of the present invention,The light incident end face portion may be a convex surface or a concave surface other than a flat surface, and may be formed of, for example, a conical surface, a truncated cone surface, a lens surface or a lenticular surface thereof, or a lenticular prism surface. When the light incident end face portion is composed of a lenticular lens surface or a lenticular prism surface, it is effective to change the characteristics and distribution of individual optical elements between the central portion and the outer peripheral edge portion of the incident end face portion. A surface is preferable in terms of ease of manufacture and effects.
[0017]
lightThe deflecting element may be convex or concave with respect to the light emitting end face, and may be a part of a spherical surface, a circular or polygonal columnar shape, or a conical shape (prism shape). Occupied per unit area of the light exit endLightIt is preferable that the ratio of the area of the deflecting element is set to be larger as the distance from the light incident end face portion is longer.
[0019]
  The interval between the prism bodies along the opposing direction of the light incident end face portion and the light exit end face portion is set closer to the light exit end face portion side, or the height of the top of the prism body is set to the light incident end face portion and the light exit end face portion. The light exit end face side is set higher along the facing direction ofRisuIt is preferable.
[0020]
  It may further include at least a pair of connection end surface portions that are formed between the light emitting end surface portion and the side end surface portions and are respectively perpendicular to the light emitting end surface portion. In this case, one of the pair of connection end surface portions has a locking projection, and the other has a locking recess having a shape corresponding to the locking projection.good.
[0021]
A light reflecting layer formed on the surface of the side end surface portion can be further provided. In this case, the light reflecting layer has a metal or a white inorganic substance, and can be formed by vapor deposition, sputtering, coating, or adhesion.
[0022]
【Example】
  According to the inventionLight guide blockFlat lighting deviceIncorporated inExamples will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG. 8, but the present invention is not limited to these examples, and these may be further combined or may be described in the claims of this specification. Any changes and modifications encompassed by the inventive concept are possible and can naturally be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention.
[0023]
  In the first embodimentFlat lighting deviceOutsideThe view is shown in FIG. 1 in an exploded state, and the cross-sectional structure is shown in FIG. That is, the planar illumination device in the present embodiment is a pair of light guide blocks 11 each having a substantially isosceles triangular prism shape, a frame body 12 surrounding the outer peripheral edge of the light guide block 11, and the frame body 12. And a pair of casings 13 in which the light guide blocks 11 are respectively housed, and a pair of fluorescent lamps 14 that are housed in the casings 13 and are connected to a power source (not shown) as a light source of the present invention. Yes.
[0024]
The side shape of the light guide block 11 in the present embodiment is shown in FIG. 3, and an arrow IV part in FIG. 2 is extracted and enlarged and shown in FIG. That is, the light guide block 11 in this embodiment is formed of an optically transparent acrylic resin (PMMA) having a refractive index of about 1.4 to 1.7, and light from the fluorescent lamp 14 that is a light source is incident thereon. An elongated light incident end face portion 15, a rectangular light emitting end face portion 16 which is located on the opposite side of the light incident end face portion 15 and has a larger area than the light incident end face portion 15 and emits light, and a light incident 1st and 2nd side end surface parts 17 and 18 located between the end surface part 15 and the light emission end surface part 16, and between the light emission end surface part 16 and the 1st side end surface part 17, light emission And a pair of connection end surface portions 19 each perpendicular to the end surface portion 16.
[0025]
The elongated light incident end face 15 of the present embodiment facing the fluorescent lamp 14 and having a length substantially equal to the fluorescent lamp 14 has a cylindrical concave lens surface whose center axis of curvature (not shown) is parallel to the longitudinal direction of the fluorescent lamp 14. The light entering the light guide block 11 from here is taken into consideration in a plane perpendicular to the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface.
[0026]
The pair of first side end surface portions 17 are formed by a pair of inclined surfaces having a plane that passes through the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface and is perpendicular to the light emitting end surface portion 16 as symmetry planes. The end surface portion 18 is perpendicular to the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface.
[0027]
When the light incident end face portion 15 is formed as a flat surface, the light entering the light guide block 11 from here becomes the refractive index of the material constituting the light guide block 11 in a plane parallel to the second side end face portion 18. The incident critical angle depends on the angle, that is, it does not physically diffuse beyond the total reflection angle, so that the opening angle γ of the pair of first side end face portions 17 is larger than the total reflection angle of the material constituting the light guide block 11 In particular, when the distance from the light emitting end face portion 16 to the fluorescent lamp 14 that is a light source is set short to reduce the thickness of the flat illumination device, the opening angle γ of the pair of first side end face portions 17 is guided to the light guide block. 11 needs to be larger than the total reflection angle of the material constituting 11. In such a case, the light incident end face portion 15 is formed on the cylindrical concave lens surface as described above, thereby guiding the light incident into the light guide block 11 according to the opening angle γ of the pair of first side end face portions 17. It becomes possible to diffuse the entire area of the optical block 11.
[0028]
On one of the pair of connection end surface portions 19 extending in parallel with the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface, a plurality of locking convex portions 20 having a truncated cone shape are spaced apart along the longitudinal direction of the connection end surface portion 19. (Two in the illustrated example) are formed, and the other connecting end surface portion 19 has locking concave portions 21 having shapes corresponding to these locking convex portions 20 spaced apart along the longitudinal direction of the connecting end surface portion 19. A plurality (two in the illustrated example) are formed. The positions of the locking projections 20 and the locking recesses 21 formed on each connection end surface portion 19 are such that the locking projections 20 formed on one connection end surface portion 19 of the plurality of light guide blocks 11 are guided to the other light guide. When fitted into a locking recess 21 formed in the other connection end surface portion 19 of the block 11, the connection end surface portions 19 of these two light guide blocks 11 are completely overlapped, and light emission of the two light guide blocks 11 is performed. The end face portion 16 is set to be completely on the same plane without a step.
[0029]
  The light exit end face portion 16 has a plurality of deflecting directions of light emitted from the light exit end face portion 16.Light ofThe deflection elements 22 are randomly formed, and in this embodimentLightThe deflection element 22 has a convex spherical shape having a radius of about several tens of micrometers formed by a part of a spherical surface, and protrudes from the surface of the light emitting end face 16 by about several micrometers. thisLightThe dimensional shape, distribution, and the like of the deflection element 22 are the diffusion angle, brightness, and brightness of the light emitted from the light emitting end face portion 16.Is lightAppropriately set so as to be almost uniform over the entire area due to the presence of the deflection element 22. lightThe deflection element 22 may be concave with respect to the light emitting end face portion 16 as long as it can achieve such an object, and may have a circular or polygonal columnar shape or a conical shape. Occupied per unit area of the light emitting end face 16LightThe occupancy ratio of the deflecting element 22 increases as the distance from the light emitting end surface portion 16 passing through the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface increases, that is, as the linear distance from the light incident end surface portion 15 increases. As shown, the distribution basically shown in FIG. 5 is provided.
[0030]
  The first side end face portion 17 has a plurality of light deflecting directions.Prism body23 is formed. thesePrism body23Also lightSimilar to the deflection element 22, the diffusion angle, brightness, and brightness of the light finally emitted from the light emitting end face portion 16 are reduced.Prism body23 is appropriately set so as to be almost uniform over the entire area. In this examplePrism body23 has a top 24 extending in parallel with the light emitting end face 16, a first slope 25 facing the light incident end face 15 with the top 24 as a boundary, and a second slope 26 on the opposite side. YouTheIn the present embodiment, the interval P between the prism bodies along the facing direction of the light incident end face 15 and the light exit end face 16 is set to be narrower toward the light exit end face 16 side. like thisPrism bodyIt is also effective to form 23 on the second side end face portion 18.
[0031]
The height of the apex 24 of the prism body is set so that the light incident end face 15 and the light exit end face 16 have a uniform diffusion angle, brightness, and brightness over the entire region. Of the light emitting end face 16 and the angle θ formed by the light emitting end face 16 and the second inclined surface 26 of the prism body is set to the light incident end face 15 and the light emitting end face 16. The light emission end face 16 side may be set to be larger along the facing direction.
[0032]
  Therefore,Optical deflection element 22andPrism bodyBy appropriately adjusting the dimensional shape, distribution, and the like of 23, it is possible to diffuse light emitted from the light emitting end face portion 16 only in a desired direction, and to arbitrarily set the luminance distribution and brightness.
[0033]
In the present embodiment, the pair of first side end surface portions 17 are each formed as a flat surface. However, the opening angle γ of the pair of first side end surface portions 17 decreases continuously or stepwise toward the light emitting end surface portion 16 side. You may make it set so that it may become. That is, in the case of the light guide block 11 in which the opening angle γ of the pair of first side end surface portions 17 is set to be larger than the maximum refraction angle of incident light, the light amount and luminance emitted from the central portion of the light emitting end surface portion 16 are the first. It tends to be larger than the amount of light and luminance emitted from both side edges of the light emitting end face portion 16 adjacent to the side end face portion 17. For this reason, the light emission end face part 16 is relatively increased in light quantity and luminance emitted from both side edges of the light emission end face part 16 so that the light emission end face part 16 has a uniform light quantity and luminance over the entire area. It is effective to reduce the opening angle γ of the first side end face portion 17 close to the side and totally reflect the incident light incident on the light guide block 11 here. This is because the angle θ formed by the light emitting end face portion 16 and the second inclined surface portion 26 of the prism body is set to be larger toward the light emitting end face portion 16 side along the opposing direction of the light incident end face portion 15 and the light emitting end face portion 16. It is the same as that.
[0034]
The casing 13 covers the reflector 27 for efficiently reflecting the light emitted from the fluorescent lamp 14 to the light incident end face portion 15 of the light guide block 11, and the first and second side end face portions 17 and 18 of the light guide block 11. The inner peripheral surface of the light reflection cover 28 is subjected to a treatment such as metal plating or white coating so that light leaked from the light guide block 11 is incident on the light guide block 11 again. The light reflecting cover 28 in this embodiment surrounds the periphery of the light incident end face 15 of the light guide block 11 that is connected to each other and is subjected to the same reflection treatment as the inner peripheral surface of the light reflecting cover 28. The body 12 is integrally joined, and the frame body 12 has a width dimension substantially corresponding to the width of the connection end surface portion 19. The frame body 12 is formed with a positioning recess 29 and a positioning protrusion 30 that are locked to the locking protrusion 20 and the locking recess 21 of the connection end surface 19 that are not involved in the connection of the light guide block 11, respectively. Thus, the light guide block 11 can be accurately positioned with respect to the frame 12. The frame body 12 and the light reflection cover 28 adopt a fitting structure in this embodiment so that light does not leak to the outside from these coupling portions, and these are integrally joined by an adhesive (not shown) or the like. The
[0035]
  Therefore, the light emitted from the fluorescent lamp 14 enters the light guide block 11 from the light incident end face portion 15 by the reflector 27. The angle of the incident angle more than the incident critical angle is obtained by the action of the cylindrical concave lens surface of the light incident end face portion 15. And propagates in the light guide block 11 toward the light emitting end face 16 side. The light leaked to the outside from the first and second side end surface portions 17 and 18 and the connection end surface portion 19 is incident on the light guide block 11 again by the inner surface treatment of the light reflecting cover 28 and the frame body 12, and finally All the light exits from the light exit end face 16 of the light guide block 11. In this case, the diffusion angle, brightness, and brightness of the light emitted from the light emitting end face portion 16 arePrism body23 andLightDue to the presence of the deflecting element 22, it is almost uniform over its entire area.
[0036]
In the embodiment described above, the pair of second side end face portions 18 is set perpendicular to the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface. However, when a point light source such as an LED or a light bulb is employed as the light source, The second side end face portion 18 can also be inclined in the same manner as the first side end face portion 17 so that the light guide block 11 can be formed in a frustum shape as a whole. In this case, a connection end surface portion similar to the connection end surface portion 19 described above is also formed between the light emitting end surface portion 16 and the second side end surface portion 18 so that the light guide block 11 can be connected in two directions. It is also possible to make it. Thus, when the side end surface parts 17 and 18 are conical surfaces, the light from the point light source can be efficiently introduced into the light guide block 11.
[0038]
  In the embodiment described above, the planar illumination device is configured by combining a plurality of light guide blocks 11 in order to increase the illumination area, but it is also possible to configure the planar illumination device using only a single light guide block 11. It is. like thisNapeiraThe external appearance of another embodiment of the surface lighting device is shown in an exploded state in FIG. 6, and the planar shape of the VII portion is shown in FIG.LightAlthough the appearance of the deflection element 22 is shown in an enlarged manner in FIG. 8, elements having the same functions as those of the previous embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0039]
  That is, the opening angle γ of the pair of first side end surface portions 17 in the present embodiment is set to be larger than the opening angle of the pair of first side end surface portions 17 in the previous embodiment. In this case, the light exiting from the light exit end face portion 16 as it is without being totally reflected tends to increase. Therefore, the function of totally reflecting the light in the propagation direction that is emitted from the light emitting end face portion 16 as it is without being totally reflected in the light guide block 11 to the connection end face portion 19 or the first side end face portion 17 side.The lightThe deflection element 22 is provided so that the diffusion angle, brightness, and brightness of the light emitted from the light emitting end face portion 16 are made uniform. In this exampleLightThe deflecting element 22 is in a state in which a plurality of types are mixed, and in addition to a convex sphere having a radius of about several tens of micrometers formed by a part of a spherical surface as in the previous embodiment, the base 31 Has an isosceles triangular opening parallel to the central axis of curvature of the cylindrical concave lens surface, a pair of conical surfaces 32 perpendicular to the light emitting end surface portion 16, and an inclination in which the upper edge is the above-described base 31. A triangular pyramid-shaped recess having a conical surface 33 is provided. It is formed by this triangular pyramid-shaped recess.LightThe light in the propagation direction in which the inclined conical surface 33 of the deflecting element 22 is not totally reflected in the light guide block 11 and is emitted as it is from the light emitting end surface portion 16 is totally transmitted to the connection end surface portion 19 and the first side end surface portion 17 side. Has the function of reflecting. Formed by triangular pyramid recessesLightThe deflecting elements 22 are randomly formed so as to have a larger occupation ratio mainly toward the central portion side of the light emitting end face portion 16 of the light guide block 11 and have a convex spherical shape.LightThe deflecting elements 22 are randomly formed mainly so as to have a larger occupation ratio toward the connection end face 19 side of the light emitting end face portion 16.
[0040]
In the present embodiment, connection end surface portions 19 and 34 are formed on the entire circumference of the light guide block 11, and the elongated locking projection 20 and the locking recess 21 extending along the long side of the light emitting end surface portion 16. And a pair of flat connection end surface portions 34 extending along the short side of the light emitting end surface portion 16. You may make it form the latching convex part 20 and the latching recessed part 21 also in a pair of flat connection end surface part 34. FIG. In this embodiment, since the fluorescent lamp 14 serving as the light source has a length shorter than the length of the long side of the light emitting end surface portion 16, the pair of second side end surface portions 18 are replaced with the pair of first end surfaces. As in the case of the side end surface portion 17, the light incident end surface portion 15 is made to correspond to the length of the fluorescent lamp 14 serving as a light source. Therefore, the light guide block 11 in this embodiment has a substantially truncated pyramid shape.
[0041]
In the two embodiments described above, when a light reflecting layer containing a white inorganic substance such as metal or titanium oxide is formed on the surfaces of the first and second side end face portions 17 and 18 of the light guide block 11. Can eliminate light leakage from the first and second side end surface portions 17 and 18 to the outside of the light guide block 11, so that the light emitting end surface portion 16 can be suppressed. Thus, light can be emitted efficiently.
[0042]
【The invention's effect】
  Light guide block of the present inventionThe first form ofaccording to,Formed with cylindrical concave lens surface,Light is incidentSlenderA light incident end face portion, located on the opposite side of the light incident end face portion and having a larger area than the light incident end face portion, a light emitting end face portion from which light is emitted, and randomly formed on the light emitting end face portion A plurality of light deflecting directions of light emitted from the light emitting end face portions.Light ofPositioned between the deflection element and the light incident end face and light exit end faceIncluding a pair of inclined surfacesFour side end surfaces,A pair of inclined surfacesFormed in a protruding stateA top part extending in parallel with the light emitting end face part, a first slope part facing the light incident end face part side with the top part as a boundary, and a second slope part opposite to the first slope part,Multiple deflectors that deflect the direction of light travelPrism bodyAnd ingredientsYeahTherefore, while the light that has entered the light guide block from the light incident end face portion propagates through the light guide block toward the light exit end face portion.Prism bodyIs efficiently diffused byLightThe deflecting element can emit light with a substantially uniform light amount from the entire area of the light emitting end face.Further, the light that has entered the light guide block from the light incident end face can be efficiently diffused toward the light exit end face. Furthermore, a long light guide block having a polygonal column shape can be continuously manufactured by extrusion molding, pultrusion molding, or the like in addition to injection molding, and light from a linear light source is efficiently diffused into the light guide block. be able to.
[0043]
  According to the second form of the light guide block of the present invention, the light incident end face part on which light is incident, the light incident end face part located on the opposite side of the light incident end face part, and having a larger area than the light incident end face part, , A plurality of light deflection elements that are randomly formed on the light emission end surface and deflect the light emission direction from the light emission end surface, respectively, a light incident end surface, and a light emission end surface Four side end surface portions including a pair of inclined surfaces, a top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces, and extending in parallel with the light emitting end surface portion, and light from the top portion as a boundary. A plurality of prism bodies each having a first inclined surface portion facing the incident end surface portion side and a second inclined surface portion on the opposite side and deflecting the traveling direction of the light, and a pair of inclined surfaces inclined with respect to the light emitting end surface portion The angle is set larger toward the light emitting end face Since the proportion of the light propagating in the light guide block that is totally reflected toward the light exit end face portion can be increased as it approaches the light exit end face portion side, On the other hand, the amount of light emitted from the outer peripheral edge can be relatively increased, and a more uniform amount of light can be emitted over the entire area of the light emitting end face.
  According to the third embodiment of the light guide block of the present invention, the light incident end surface portion on which light is incident, and the light incident end surface portion is located on the opposite side of the light incident end surface portion and has a larger area than the light incident end surface portion. , A plurality of light deflection elements that are randomly formed on the light emission end surface and deflect the light emission direction from the light emission end surface, respectively, a light incident end surface, and a light emission end surface Four side end surface portions including a pair of inclined surfaces, a top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces, and extending in parallel with the light emitting end surface portion, and light from the top portion as a boundary. A first inclined surface portion facing the incident end surface portion side and a second inclined surface portion on the opposite side; and a plurality of prism bodies for deflecting the light traveling directions, respectively, and the light emitting end surface portion and the second inclined surface of the prism body. The angle formed by the part is the opposite of the light incident end face and the light exit end face Since the ratio of breaking the total reflection condition of the light propagating in the light guide block increases as it approaches the light exit end face side, the light exit end face part increases. The amount of light emitted from the outer peripheral edge portion can be relatively increased with respect to the central portion of the light source, so that a more uniform amount of light can be emitted from the entire area of the light emitting end face portion.
[0044]
  Occupied per unit area of the light exit endLightWhen the ratio of the area of the deflection element is set to increase as the distance from the light incident end face increases, the light totally reflected at the light exit end faceIs lightSince there exists a tendency to radiate | emit from a light-projection end surface part by presence of a deflection | deviation element, the light of a more uniform light quantity can be radiate | emitted over the whole region of a light-projection end surface part.
[0045]
lightThe interval between the prism bodies along the opposing direction of the incident end face part and the light emitting end face part is set to be narrower toward the light emitting end face part side, or the height of the top of the prism body is set between the light incident end face part and the light emitting end face part. Set the light exit end face side higher along the facing direction.WhereIn this case, since the ratio of breaking the total reflection condition of the light propagating in the light guide block increases as it approaches the light emitting end face, the light from the outer peripheral edge is more than the central part of the light emitting end face. The amount of emission can be relatively increased, and a more uniform amount of light can be emitted from the entire area of the light emission end face.
[0046]
  In the case of further comprising at least a pair of connecting end surface portions formed between the light emitting end surface portion and the side end surface portions and perpendicular to the light emitting end surface portions, a plurality of light guide blocks are connected to these. It becomes possible to connect together via an end surface part, and the light guide block unit with arbitrary illumination areas can be comprised. In particular, when one of the pair of connection end surface portions has a locking projection and the other has a locking recess having a shape corresponding to the locking projection, the pair of light guide blocks coupled together Alignment can be performed easily and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is according to the invention.Using light guide blockIt is a disassembled perspective view showing the external appearance of one Example of a plane illuminating device.
FIG. 2 is a sectional view of the flat illumination device in the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a side view of the light guide block in the embodiment shown in FIG. 1;
4 is an extracted enlarged cross-sectional view taken along the line IV in FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a schematic view of the embodiment shown in FIG.LightIt is a graph showing the occupation rate of a deflection | deviation element.
FIG. 6 is according to the present invention.Using light guide blockIt is a disassembled perspective view showing the external appearance of the other Example of a plane illuminating device.
7 is an extraction enlarged plan view of a portion VII in FIG.
FIG. 8 shows in FIG.LightIt is an expansion perspective view showing the appearance of a deflection element.
[Explanation of symbols]
  11 Light guide block
  12 Frame
  13 Casing
  14 Fluorescent lamp
  15 Light incident end face
  16 Light exit end face
  17, 18 Side end face
  19 Connection end face
  20 Locking projection
  21 Locking recess
  22lightDeflection element
  23Prism body
  24 Top
  25 1st slope
  26 Second slope
  27 Reflector
  28 Light Reflective Cover
  29 Positioning recess
  30 Positioning convex part
  31 Base
  32 Conical surface
  33 Inclined cone surface
  34 Connection end face
  γ Opening angle of first side end face
  θ Angle formed by the light exit end and the second slope
  P Prism body spacing

Claims (10)

シリンドリカル凹レンズ面にて形成され、光が入射する細長い光入射端面部と、
この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、
この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、
前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、
前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体
を具えことを特徴とする導光ブロック。
An elongated light incident end surface formed by a cylindrical concave lens surface, on which light is incident;
A light emitting end face portion that is located on the opposite side of the light incident end face portion and has a larger area than the light incident end face portion, and from which light is emitted;
A plurality of light deflecting elements that are randomly formed on the light emitting end face and deflect the light emitting direction from the light emitting end face, respectively;
Four side end surface portions including a pair of inclined surfaces, located between the light incident end surface portion and the light emitting end surface portion;
The formed with a pair of protruding state on the inclined surface, the second inclined surface of the light emission end surface portion first inclined surface portion facing the top and the light entrance end face side of this top as a boundary where the extending parallel to and opposite side has a section, guide blocks, characterized in that comprises a plurality of prisms for deflecting the traveling direction of light, respectively.
前記光偏向要素は、底辺が前記光入射端面部の凹レンズ面の曲率中心軸線と平行な二等辺三角形状の開口を有し、前記光出射端面部に対してそれぞれ垂直な一対の錐面と、前記底辺を含む傾斜錐面とを持った三角錐状の凹部であることを特徴とする請求項1に記載の導光ブロック。The light deflecting element has an isosceles triangular opening whose base is parallel to the central axis of curvature of the concave lens surface of the light incident end face, and a pair of conical surfaces perpendicular to the light exit end face, The light guide block according to claim 1, wherein the light guide block is a triangular pyramid-shaped recess having an inclined conical surface including the base. 前記光偏向要素は、前記光出射端面部の中央部側ほど大きな占有率となるように形成されていることを特徴とする請求項2に記載の導光ブロック。3. The light guide block according to claim 2, wherein the light deflection element is formed to have a larger occupation ratio toward a central portion side of the light emitting end face portion. 光が入射する光入射端面部と、
この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、
この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、
前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、
前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体と
を具え、前記光出射端面部に対する前記一対の傾斜面の傾斜角が前記光出射端面部側ほど大きく設定されていることを特徴とする導光ブロック。
A light incident end face portion on which light is incident;
A light emitting end face portion that is located on the opposite side of the light incident end face portion and has a larger area than the light incident end face portion, and from which light is emitted;
A plurality of light deflecting elements that are randomly formed on the light emitting end face and deflect the light emitting direction from the light emitting end face, respectively;
Four side end surface portions including a pair of inclined surfaces, located between the light incident end surface portion and the light emitting end surface portion;
A top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces and extending in parallel with the light emitting end surface portion, a first inclined surface portion facing the light incident end surface portion side from the top portion, and a second inclined surface on the opposite side A plurality of prism bodies each having a portion for deflecting the light traveling direction;
The comprising the light guide blocks you characterized in that the inclination angle of the pair of inclined surfaces is set larger the light emission end surface portion side with respect to the light emission end surface portion.
光が入射する光入射端面部と、
この光入射端面部の反対側に位置すると共に当該光入射端面部よりも大きな面積を有し、光が出射する光出射端面部と、
この光出射端面部にランダムに形成されて当該光出射端面部からの光の出射方向をそれぞれ偏向させる複数の光偏向要素と、
前記光入射端面部と前記光出射端面部との間に位置し、一対の傾斜面を含む4つの側端面部と、
前記一対の傾斜面に突出状態で形成され、前記光出射端面部と平行に延在する頂部およびこの頂部を境として前記光入射端面部側を向く第1斜面部ならびにその反対側の第2斜面部を有し、光の進行方向をそれぞれ偏向させる複数のプリズム体と
を具え、前記光出射端面部と前記プリズム体の第2斜面部とのなす角が前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど大きく設定されていることを特徴とする導光ブロック。
A light incident end face portion on which light is incident;
A light emitting end face portion that is located on the opposite side of the light incident end face portion and has a larger area than the light incident end face portion, and from which light is emitted;
A plurality of light deflecting elements that are randomly formed on the light emitting end face and deflect the light emitting direction from the light emitting end face, respectively;
Four side end surface portions including a pair of inclined surfaces, located between the light incident end surface portion and the light emitting end surface portion;
A top portion formed in a protruding state on the pair of inclined surfaces and extending in parallel with the light emitting end surface portion, a first inclined surface portion facing the light incident end surface portion side from the top portion, and a second inclined surface on the opposite side A plurality of prism bodies each having a portion for deflecting the light traveling direction;
The comprising, angle between the second inclined surface portion of the prism body and the light emission end surface portion is set larger the light emission end surface portion side along the opposing direction between the light emission end surface portion and the light incident end face light guide blocks characterized by that.
前記光出射端面部の単位面積当りに占める前記光偏向要素の面積の割合は、前記光入射端面部からの距離が遠いほど大きく設定されていることを特徴とする請求項または請求項に記載の導光ブロック。The ratio of the area of the front Symbol light deflection elements occupied per unit area of the beam emitting end face portion, claim 4 or claim 5, characterized in that the distance from the light entrance end face is set larger farther The light guide block described in 1. 前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿った前記プリズム体の間隔は、前記光出射端面部側ほど狭く設定されていることを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載の導光ブロック。Spacing of the prism body along the opposing direction between the light emission end surface portion and the light incident end face portion, of claims 1 to 6, characterized in that it is narrower set as the light emission end surface portion side The light guide block according to any one of the above. 前記プリズム体の頂部の高さは、前記光入射端面部と前記光出射端面部との対向方向に沿って前記光出射端面部側ほど高く設定されていることを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載の導光ブロック。The height of the top of the prism body is set to be higher toward the light emitting end face along the opposing direction of the light incident end face and the light emitting end face. Item 8. The light guide block according to any one of Items 7 . 前記光出射端面部と前記側端面部との間に形成され、前記光出射端面部に対してそれぞれ垂直をなす少なくとも一対の接続端面部をさらに具えたことを特徴とする請求項1から請求項の何れかに記載の導光ブロック。2. The apparatus according to claim 1, further comprising at least a pair of connection end surface portions formed between the light emitting end surface portion and the side end surface portion and perpendicular to the light emitting end surface portion. The light guide block according to claim 8 . 前記一対の接続端面部は、その一方が係止凸部を有すると共にこの係止凸部と対応した形状の係止凹部を他方が有することを特徴とする請求項に記載の導光ブロック。The light guide block according to claim 9 , wherein one of the pair of connection end surface portions has a locking projection and the other has a locking recess having a shape corresponding to the locking projection.
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JP5051981B2 (en) * 2005-04-25 2012-10-17 富士フイルム株式会社 Light guide plate, planar illumination device using the same, and liquid crystal display device
JP2006318700A (en) 2005-05-11 2006-11-24 Sony Corp Backlight device and liquid crystal display
JP4648209B2 (en) * 2006-02-02 2011-03-09 富士フイルム株式会社 Surface lighting device
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JP5140368B2 (en) * 2007-10-01 2013-02-06 ローム株式会社 Lighting device
US8506148B2 (en) 2008-11-20 2013-08-13 Sharp Kabushiki Kaisha Lighting device, display device and television receiver
JP2010177086A (en) * 2009-01-30 2010-08-12 Hitachi Ltd Backlight unit and image display device using the same
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