JP4020397B2 - 点光源を用いた面光源 - Google Patents
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Description
本発明は点光源を用いた面照明装置又は面光源に関する。
本発明は導光体(即ちライトガイド部材、光学的導波路)と発光ダイオード(LED)などの少なくとも一つの点光源とを用いた面照明装置又は面光源(即ちサイドライト、エッジライト)に関する。
本発明はバックライト、フロントライトなどの液晶表示装置(LCD)の照明(ライティング)に用いることができる面照明装置又は面光源に関する。
液晶表示装置は携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、PDA (プライベート デジタル アシスタント)、ノートブック型パーソナル コンピューターなどの携帯可能な電子端末装置用の情報表示装置として広く用いられている。
液晶表示装置は非発光型、受動型の電子光学的情報表示装置であるから、液晶表示装置は一般的にその裏面又は前面から照明するバックライト又はフロントライトとしての面光源と組み合わせて用いられている。
特にバッテリー駆動の電子端末装置に用いられる液晶表示装置(LCD)の照明用の面光源は一般的に透明板からなる導光体と低消費電力である発光ダイオード(LED)とからなっている。
この種の周知、公知のサイドライト型、エッジライト型の面光源は、例えば (特許文献１) 日本特許公開公報2000-315825 A、これと対応する (特許文献2) 米国特許6,627,922の図5 (FIG. 5) に公知例として記載されている。
またこの種の周知、公知のサイドライト型、エッジライト型の面光源は、例えば (特許文献3) 日本特許公開公報10-260405、これと対応する (特許文献4) 米国特許6,283,602の図10 (FIG. 10) に公知例として記載されている。
これらの周知、公知のサイドライト型、エッジライト型の面光源においては、点状光源である複数の発光ダイオードが通常矩形の透明板の側面 (光入射面) の長さ方向に沿って一定の間隔を隔てて部分的に配置され、前記発光ダイオードからの出射光線を前記透明板の内部に入射させ、その通常矩形の光出射面から出射させて対向して配置した液晶表示装置を照明している。
しかしながら発光ダイオードはその本来の点光源としての指向角が非常に狭い特性を有しているために、その発光光線は中心部が非常に明るく中心部を離れると急激に暗くなる。
したがって前記発光ダイオードの配置箇所と対応した透明板の側面 (光入射面)の部分からは強い光線が入射し、前記発光ダイオードの配置箇所と対応していない透明板の側面 (光入射面)の部分からは弱い光線が入射することになる。透明板の側面から明るい部分と暗い部分とが存在する不均一な光線が透明板の側面 (光入射面)に入射する結果として、透明板の光出射面から全面にわたって不均一な光線が出射することになる大きな欠点となる。
発光ダイオードは一般的に発光光線の出射角において非常に狭い指向性を有している。その発光光線は発光表面の中心部で非常に明るく、中心部から離れる距離に従って急激に暗くなる。
そのために明るい光線は発光ダイオードが位置している導光板の光入射側面に入射し、一方暗い光線は発光ダイオードが位置していない導光板の光入射側面に入射する。
この従来の面光源では、不均一な光線が光入射側面から導光板に導入され、導光板の光出射表面からの光入射側面に不均一な輝度を有する光線が出射し、光出射表面の全面にわたって明るい表面領域と暗い表面領域が存在する。
例えば(特許文献１)日本特許公開公報2000-315825 Aとこれと対応する(特許文献2)米国特許6,627,922の図5 (FIG. 5) に該当する明細書の第０００４欄および第０００6欄を引用すると「第０００４欄: このような発光素子を導光板の側面に設置してバックライトを構成する場合、図５に示されるように、導光板３０の一側壁側に側面発光のチップ型発光素子２０を一定の間隔を設けて配置し、導光板３０内に光を入射させ、導光板３０内で拡散させて、その表面から光を照射する構造になっている。第０００6欄: その結果、一側面から放射される光の束は、その中心方向に強い発光をし、指向性が狭くなる。その結果、図５に示されるように、導光板３０の側面側に発光素子２０を一定間隔で設置すると、導光板３０の発光素子２０の間の間隔部では、光の入射がされない、いわゆるダーク３１と呼ばれる部分が生じる。このようなダーク３１の部分は、導光板３０内で反射をして折り返す光により補われるが、直接入射する部分とは輝度が異なり、導光板３０の表面全体で、均一な輝度にならないという問題がある。」と記載されている。
また例えば(特許文献3)日本特許公開公報10-260405とこれと対応する(特許文献4)米国特許6,283,602の図10 (FIG. 10) に該当する明細書の第０００３欄および第０００4欄を引用すると「第０００３欄: 従来、上記のような照明装置として、図１０に示すように、平板状の導光体１０１と、その導光体１０１の光入射面１０１ａに対向して配置された点状光源１０２とを含んで構成された装置が知られている。この従来の照明装置では、点状光源１０２から出射する光をレンズ１０３によって発散させて導光体１０１に導入し、そしてその発散光を導光体１０１の発光面１０１ｂから面状に放射する。第０００4欄: しかしながら、上記従来の照明装置では、各点状光源１０２から放射される光の導入範囲が所定の角度範囲Ａに限られ、その角度範囲Ａ内では十分な輝度の発光が得られるものの、その角度範囲Ａから外れる所には十分な輝度の発光が得られなかった。その結果、発光面１０１ｂの全域を均一な輝度で発光させることができなかった。」と記載されている。
これらの周知、公知の面光源においては、一つ又はそれ以上の点光源が導光板の側面に隣接、接触又は埋設して配置されている。
前述の周知、公知の面光源において、点光源、特に発光ダイオードLEDからの発光光線は非常に狭い拡散角度、指向性を有するために、導光板はその面照明表面即ち光出射面の全領域にわたって均一な輝度の光線を出射するのが困難な欠点を持つ。
例えば(特許文献１)日本特許公開公報2000-315825 Aとこれと対応する(特許文献2)米国特許6,627,922では、同文献の図10に示す周知のチップ型発光ダイオードの持つ狭い指向性を改良し、広い拡散角度を持つ指向性を有するチップ型発光ダイオードが開示されている。
しかしながら、それ自体で広い拡散角度を持つ指向性を有する前記チップ型発光ダイオードは特殊なものであり、市販している通常の発光ダイオード、チップ型発光ダイオードを用いて均一の面光源を得ることができない。また前記チップ型発光ダイオードを移動情報端末などに用いられている比較的に大面積の可視スクリーンを持つ液晶表示装置のバックライト、フロントライトに用いるためには多数の発光ダイオードを必要とする。
また(特許文献3)日本特許公開公報10-260405とこれと対応する(特許文献4)米国特許6,283,602には、同文献の図1乃至図6に示すように前記周知の面光源の欠点を改良した発明が開示されている。同様な発明が、例えば(特許文献5)米国特許6,193,383、(特許文献6)米国特許5,664,862に開示されている。
(特許文献3) 乃至(特許文献6)には、いずれも光を点状に発光する点状光源と、平面状の発光面から光を面状に放射する面状導光体と、点状光源と面状導光体との間に配設された線状導光体１９とを有する照明装置が開示されている。いずれも点状光源からの点状光を線状導光体によって線状光に変換し、その線状光を光入射面を通して面状導光体へ導入する。面状導光体に線状光を入射するようにしたので、発光面に得られる光の輝度はその全域にわたって均一としている。
日本特許公開公報2000-315825 A
米国特許6,627,922
日本特許公開公報10-260405
米国特許6,283,602
米国特許6,193,383
米国特許5,664,862
しかしながら前述の先行技術は、いずれも面照明導光部材の面照明表面、面出射面の全領域にわたって均一な輝度を有する光線の出射するのに充分でない。
本発明の主な目的は周知の面照明装置、面光源及び上記先行技術の面照明装置、面光源を改良することにある。
本発明の「点光源を用いた面光源」は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点光源と、面照明導光部材（ａ）とチャンネル導光部材（ｂ）と光線変換用導光部材（ｃ）とからなる導光体ユニットを備える。そしてチャンネル導光部材（ｂ）を、面照明導光部材（ａ）と光線変換用導光部材（ｃ）との間に隣接、接触または接続して配置している。
面照明導光部材（ａ）は、面状の光出射表面と光入射部とを有し、この光入射部はＩ字型の線状の光入射部またはＬ字型、Ｕ字型または環状からなる非線形の形状を有することができる。
チャンネル導光部材（ｂ）は、前記光線変換用導光部材の光出射部と対向する光入射端面と、前記面照明導光部材の前記光入射部と対向する光出射端面と、側壁とを有するライトパイプを構成し、屈折率分布を有せず一定の屈折率を有する光学的コアの複数を前記線状または前記非線形に配列してファイバー光学的チャンネル整列体を構成する。
光線変換用導光部材（ｃ）は、前記光学的コア（光入射端面）と対向し光出射部となる第一の部分と前記光学的コアと対向しない（光反射部となる）第二の部分とを交互に配置した第一の面と、少なくとも一つの受光部分を有し、前記受光部分で受光した前記点光源からの点状光線を前記線状または前記非線形の非点状光線に変換し、前記線状または前記非線形に延長される。
本発明の一態様では、隣り合う前記光学的コアのピッチは変化し、前記ピッチは前記光線変換用導光部材の前記受光部分からの距離に従って減少する。
本発明の他の一態様では、前記光学的コアの幅は変化し、前記幅は前記光線変換用導光部材の前記受光部分からの距離に従って増加する。
本発明の更に他の一態様では、隣り合う前記光学的コアのピッチまたは前記光学的コアの幅はほぼ等しく、前記光線変換用導光部材は、前記光学的コアの前記光入射端面と対向するほぼ水平をなす水平面と、前記水平面と対向する傾斜面を有するテーパー状の構造を備え、前記水平面と前記傾斜面との間隔が前記受光部分から離れるのに従って減少する。
本発明の更に他の一態様では、更に、固体状の光学的クラッドを備え、前記光学的クラッドは、前記側壁に配置され、または隣接する前記光学的コアの側壁間に配置され、または前記チャンネル導光部材と対向する前記光線変換用導光部材の面における前記光学的コアが存在しない箇所に配置されている。
前記光学的クラッドは、（ａ）前記光学的コアまたは前記光線変換用導光部材よりも屈折率の低い固体、（ｂ）光散乱性固体、（ｃ）前記固体からなる固体フィルム、（ｄ）光散乱性フィルム、（ｅ）反射金属フィルム、（ｆ）前記固体フィルムとその上に配置された反射金属フィルム、または（ｇ）ハーフミラー・フィルムからなることができる。
本発明の更に他の一態様では、更に、前記受光部分と対向して前記光線変換用導光部材の線状部分に配置した少なくとも一つの反射手段を備え、前記反射手段により、前記受光部分で入射した前記点光源からの光線を反射させ、この反射光線を前記線状部分に沿って進行させる、
本発明の一実施の形態では、前記反射手段がほぼＶ字型の形状の対向反射面を有している。
前記反射手段が（ａ）前記光線変換用導光部材の前記第一の面に形成された一対の傾斜反射面、（ｂ）前記光線変換用導光部材の内部に形成された一対の傾斜反射面を有するほぼ三角形状の開口部、（ｃ）前記光線変換用導光部材の屈折率より低い屈折率を有する透明フィルム、光散乱フィルム、光反射フィルム、反射鏡フィルムまたはハーフミラー・フィルムからなる光調節部材を形成した前記傾斜反射面、（ｄ）階段状の形状を有する前記傾斜反射面および（ｅ）放物線状の形状を有する前記傾斜反射面からなる群から選択されてもよい。
本発明の更に他の一態様では、前記光線変換用導光部材が少なくとも一つの端面および、またはコーナー面を有し、前記端面および、または前記コーナー面を前記受光部分としている。
本発明の一実施の形態では、前記受光部分となる前記端面は、前記線状、前記Ｌ字型または前記Ｕ字型を有する前記光線変換用導光部材の端面である。
本発明の一実施の形態では、前記受光部分となる前記コーナー面は、前記Ｌ字型、前記Ｕ字状または前記環状を有する前記光線変換用導光部材の交点近辺に配置される。
前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材とからなる導光体ユニットであって、（ａ）前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材の２部材、（ｂ）前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の２部材、または（ｃ）前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の３部材が、隣接、接触または接続して配置することができる。
前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材とからなる導光体ユニットであって、前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材の２部材を、隣接、接触または接続して配置することができる。
前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材とからなる導光体ユニットであって、前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の２部材を、隣接、接触または接続して配置することができる。
前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材とからなる導光体ユニットであって、前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の３部材を、隣接、接触または接続して配置することができる。
前記２部材または前記３部材が接続されて一体化し、前記一体化が、レーザー切断法、射出成型法、注型成型法および圧縮成型法から選択した製法により行われることができる。
本明細書で用いている用語「光線変換用導光部材」と「延長導光部材」とは、同一部材である。
本発明の一実施形態では、導光体ユニットは、実質的に透明な平板状の部材からなる面照明導光部材 (面照明ライトガイド)と、実質的に透明な板状体又は棒状体からなる線状部材 (線状に延長した部材) と、それらの間に配置された光学的チャンネル導光部材 (チャンネル・ライトガイド、光路導光体)とからなる。本発明の一実施形態では、光学的チャンネル導光部材は、面照明導光部材と、線状導光部材との間に横方向に挟まれている。
本発明の一実施形態では、面照明導光部材は、一般的に、面照明表面すなわち光出射表面である第１の主表面 (前面) と、第１の主表面と対向する第２の主表面 (裏面) と、第１の側面 (サイド、エッジ、端部) と、第1の側面と対向する第2の側面と、第3の側面と、第3の側面と対向する第4の側面とからなる実質的に透明な矩形の部材から構成することができる。また第１の主表面は実質的に矩形で実質的に平面的な表面とすることができる。
本発明の一実施形態では、面照明導光体は、対向する第１、第２の主表面の間において実質的に均一な厚さを有することができる。第2の主表面は、少なくとも一つの光散乱手段を有することができる。光散乱手段は、そこに到達または当たった光線を散乱させ、その光線を第１の主表面 30aの方向へ再指向させる。従って光線は第１の主表面から外部へ出射され、例えば液晶表示装置(LCD)などの被照明体を照明する。
本発明の一実施形態では、チャンネル・ライトガイド又は光学的チャンネル導光体は、ファイバ光学の光コアとして機能する複数の光チャンネル素子とファイバ光学の光クラッドとして機能する複数の空間 (又は介在部: インターポーザー) とから構成される。本発明の一実施形態では、複数の光チャンネル素子 (コア手段) と複数の空間(クラッド手段) とは、交互に配置され、線状の光学的チャンネル・アレイ (光学的チャンネル整列体) を構成するように配列される。.複数の光チャンネル素子は隣接する二つの空間の介在部によって分離され光学的に独立している。
本発明の一実施形態では、チャンネル導光体の光出射表面が面照明導光体の受光側面と接続、接触又は隣接し、チャンネル導光体の光入射表面が線状導光体の前方光出射側面と接続、接触又は隣接するように、チャンネル導光体が面照明導光体と線状導光体との間に横方向に挟まれて配置される。そして光学的クラッドは隣接する光チャンネル素子 (又は光学的コア) の間に位置し、複数の光チャンネル素子 (又は光学的コア)はそれぞれ光学的に孤立する。またそれぞれの光チャンネル素子は対向する並列な壁を持っている。本発明の一実施形態では、複数の光学的コア・チャンネル素子と複数の光学的クラッドとは、交互に実質的に平行に配列し、全体としてチャンネル導光体のファイバー光学的チャンネル整列体又は線状光チャンネル・アレイを構成する。
本発明の一実施形態では、光学的コア・チャンネル素子の数量は、チャンネル導光体 の中間からチャンネル導光体の対向する両端に向かう距離にほぼ比例して、チャンネル導光体の線状の長さに沿って可変して分布されている。
本発明の一実施形態では、比較的高い屈折率 n1 (n1>1) を持つ光学的コア・チャンネル素子が、チャンネル導光体の線状のファイバー光学的アレイの長さ方向に、光学的コア・チャンネル素子の屈折率よりも低い屈折率 n2 (n2=1) を持つ空気インターポーザー又は空気クラッドの間に介在しているので、チャンネル導光体内に光学的に互いに分離した複数の独立した光導波路又は固体状ライト・パイプが構成される。
本発明の面光源、面照明装置は、比較的に少数の、又は最小限の個数の発光ダイオードなどの点光源を用いて、面照明導光部材の面照明表面のほぼ全領域にわたってほぼ均一な輝度と比較的に高い輝度とを有する光線を出射させることができる。
本発明の各種の実施の形態を以下に添付図面を参照して詳細に記載する。
図面における要素又は部分は必ずしも寸法どおりに示されていない。
幾つかの図面において同一、同様な要素、部分には同一な参照符号が付けられている。
従って同一な参照符号が付けられている同一、同様な要素、部分についての記述は省略することがある。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態を図1ないし図12を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施例の面光源、面照明装置の概略的な分解斜視図である。
図2は本発明の第1の実施例の面光源、面照明装置の概略的な分解平面図である。
図3は図1のA-A'線に沿って切断した前記面光源、面照明装置の概略的な断面図である。
図4は図1のB-B線に沿って切断した前記面光源、面照明装置の概略的な断面図である。
図5は前記面光源、面照明装置の概略的な平面図である。
図6は前記面光源、面照明装置の概略的な底面図である。
図7は光学的チャンネル導光体の概略的な拡大斜視図である。
図8は前記面光源、面照明装置の概略的な拡大部分平面図であり、導光体ユニット100の内部を通過する光線の光路の一例を示す前記面光源、面照明装置の拡大部分平面図である。
図9は前記面光源、面照明装置を液晶表示装置に適用した一例を示す概略断面図である。
図1ないし図8に示すように、面光源、面照明装置は概略的には導光体ユニット100と少なくとも一つの発光ダイオード(LED) 200 (又は点光源)とからなる。
用語「面光源、面照明装置」は、平面光源、サイドライト、エッジライトとも呼ばれ前記面光源、面照明装置と実質的に同等のものである。また用語「導光体」はライトガイド、導光板、光導波路、導光路と実質的に同等のものである。
導光体ユニット100 は透明、光透過性、光伝達性の材料を有する実質的に少なくとも一つの透明な部材からなる。
前記導光体ユニット100 を構成する少なくとも一つの透明な部材として、例えば以下に列挙するポリマー、樹脂が好適に用いられるがこれらに限定されない。
即ち、ポリメチルメタクリート(PMMA: polymethyl-methacrylate) (屈折率、約1.49-1.50) などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂 (PC: polycarbonate) (屈折率、約1.58-1.59)、ポリスチレン樹脂 (PS: polystyrene) (屈折率、約1.59-1.60)、アクリルとポリスチレン共重合体 (屈折率、約1.51-1.57)、 ポリエチレンテレフタレート (PET: polyethylene terephthalate) (屈折率、約1.66)、エポキシ樹脂 (epoxy) (屈折率、約1.55-1.61)、 ふっ化ポリイミド樹脂 (polyimide fluoride) (屈折率、約1.46-1.47)、ポリビニリデンクロライド樹脂 (polyvinylidene chloride) (屈折率、約1.47)、シリコーン樹脂 (silicone resin) (屈折率、約1.41)、シリコーン・ゴム (SR: silicone rubber) (屈折率、1.42)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE: polytetrafluoroethylene) (屈折率、約1.35)。
前記透明部材として、屈折率を目的に応じて調整可能な透明樹脂、例えば紫外線硬化エポキシ樹脂を主体とした透明樹脂を用いても良い。フッ素と硫黄を添加したエポキシ樹脂はその配合比率に従い屈折率が1.42 と1.70との間で調整可能であり、例えばNTT アドバンステクノロジ(NTT AT)から商業的に入手できる。
導光体ユニット100は、実質的に透明な平板状の部材からなる面照明導光部材 (面照明ライトガイド) 30と、実質的に透明な板状体又は棒状体からなる線状部材 (線状に延長した部材) 10 と、それらの間に配置された光学的チャンネル導光部材 (チャンネル・ライトガイド、光路導光体) 20とからなる。
即ち光学的チャンネル導光部材20は、面照明導光部材30と、線状部材10との間に横方向に挟まれている。
面照明導光部材30は、一般的に、面照明表面すなわち光出射表面である第１の主表面 (前面) 30aと、第１の主表面30aと対向する第２の主表面 (裏面) 30bと、第１の側面 (サイド、エッジ、端部) 30cと、第1の側面30cと対向する第2の側面30dと、第3の側面30eと、第3の側面30eと対向する第4の側面30fとからなる実質的に透明な矩形の部材から構成することができる。
第１の主表面 30aは実質的に矩形で実質的に平面的な表面とすることができる。
面照明導光体30は、図1、図3、図4に示すように対向する第１、第２の主表面30a、30bの間において実質的に均一な厚さを有することができる。
第2の主表面 30bは、少なくとも一つの光散乱手段50を有することができる。
光散乱手段50は、そこに到達または当たった光線を散乱させ、その光線を第１の主表面 30aの方向へ再指向させる。従って光線は第１の主表面 30aから外部へ出射され、例えば図9に示す液晶表示装置(LCD) 220などの被照明体を照明する。
光散乱手段50は第2の主表面 30bに部分的に又は全面的に配置されることができる。また光散乱手段50は少なくとも一つの光散乱フィルム (膜又は層)、少なくとも一つの粗面、少なくとも一つの溝、および、または少なくとも一つのプリズムで構成することができる。また第2の主表面 30bの光散乱手段50が存在しない領域は平滑な面とすることができる。
光散乱手段50は第1の主表面 30aのほぼ全面にわたって均一な輝度を得るために第2の主表面 30bに所定の散乱パターンを形成することが望ましい。
図6 (および図3、図4) に示すように、複数の光散乱手段50は可変する距離を隔てて互いに平行に配列したほぼ均一な幅を持った複数のストライプ (帯)、ベルト又は線を有するグラデーション・パターン(漸次的変化模様)を構成することができる。このグラデーション・パターンは次のようにして構成できる。すなわち、複数のストライプ (帯)、ベルト又は線の数量 (本数) が、光入射部である第1の側面 30cから対向する第2の側面 30dに向かって段階的又は連続的に順次、増加するように設定する。一方、隣接するストライプ (帯)、ベルト又は線の間の間隔が第1の側面 30cから対向する第2の側面 30dに向かって段階的又は連続的に順次、減少する。光散乱手段50がそのようなグラデーション・パターンを有するので、面照明導光体30における光散乱領域を光入射側面30cから対向側面30dに向かう距離に比例して増加させることができ、面照明導光体30の光出射主表面30aから均一な輝度を持つ光線を出射できるようになる。
受光、光入射部分として機能する 第1の側面30cは、チャンネル導光体20から出射、出力する光線を受光し、面照明導光体30の内部に導入する。
チャンネル・ライトガイド又は光学的チャンネル導光体20は、ファイバ光学の光コアとして機能する複数の光チャンネル素子21とファイバ光学の光クラッドとして機能する複数の空間 (又は介在部: インターポーザー) 22とから構成される。
複数の光チャンネル素子21 (コア手段) と複数の空間22 (クラッド手段) とは、交互に配置され、線状の光学的チャンネル・アレイ (光学的チャンネル整列体) を構成するように配列される。
。
.複数の光チャンネル素子21 は隣接する二つの空間22の介在部によって分離され光学的に独立している。
.複数の光チャンネル素子21 は隣接する二つの空間22の介在部によって分離され光学的に独立している。
チャンネル導光体 20の光出射表面20dが面照明導光体30の受光側面30cと接続、接触又は隣接し、チャンネル導光体 20の光入射表面20cが線状導光体10の前方光出射側面10dと接続、接触又は隣接するように、チャンネル導光体 20 が面照明導光体30と線状導光体10との間に横方向に挟まって配置される。
図7に示すように、チャンネル導光体 20は複数の光チャンネル素子 (又は光学的コア・チャンネル素子、光学的コア) 21 (21-1, 21-2, ・・・.及び 21n, and 21-1', 21-2',・・・及び21-n')と複数の光学的クラッド (又は介在体、空間、開口) 22 (22-c, 及び 22-1, 22-2, ・・・ 及び 22n, 及び 22-1', 22-2', ・・・22-n' 及び 22-c)とから構成される。
そして光学的クラッド22は隣接する光チャンネル素子 (又は光学的コア) 21の間に位置し、複数の光チャンネル素子 (又は光学的コア) 21はそれぞれ光学的に孤立する。またそれぞれの光チャンネル素子21は対向する並列な壁を持っている。
図7において光チャンネル素子21の幅 "w!" は一定であり、光学的クラッド22の幅 "w2" は異なっている。
複数の光学的コア・チャンネル素子21と複数の光学的クラッド22とは、交互に実質的に平行に配列し、全体としてチャンネル導光体 20のファイバー光学的チャンネル整列体又は線状光チャンネル・アレイを構成する。
この実施形態では、光学的コア・チャンネル素子21の数量は、チャンネル導光体 20の中間 "c" からチャンネル導光体 20の対向する両端分 20e、 20fに向かう距離にほぼ比例して、チャンネル導光体 20の線状の長さに沿って可変して分布されている。
隣接した光学的コア・チャンネル素子２１間のピッチ (間隔) "p" 及び空間の光学的クラッド22の幅 "w2" は、チャンネル導光体 20の中心 "c" からチャンネル導光体 20の対向する両端分 20e、 20fに向って連続的又は段階的に減少するように所定のグラデーション・パターンを構成する。その中心 "c"には中心のコア空間22-c が配置され、コア空間22-c が線状導光体 10 の裏側の側面 10c の近辺に配置された点状光源 200と対面している。
従って、光学的コア・チャンネル素子２１はその光出射側面20dから光学的コア・チャンネル素子２１の線状の長さに沿ってほぼ均一な光線を出射することができる。
比較的高い屈折率 n1 (n1>1) を持つ光学的コア・チャンネル素子21が、チャンネル導光体20の線状のファイバー光学的アレイの長さ方向に、光学的コア・チャンネル素子21の屈折率よりも低い屈折率 n2 (n2=1) を持つ空気インターポーザー又は空気クラッド22の間に介在しているので、チャンネル導光体20内に光学的に互いに分離した複数の独立した光導波路又は固体状ライト・パイプ21 (21-1、21-2、 ・・・ 21n、及び21-1'、21-2'、 ・・・、21-n') が構成される。
光学的コア・チャンネル素子21は、図7に示すこの実施例では、ほぼ矩形の形状を有している。そして光学的コア・チャンネル素子21のそれぞれの受光表面 (最も近い端面) 21cの面積はそれぞれの光出射表面 (最も遠い端面) 21dの面積とほぼ等しい。
しかしながら、光学的コア・チャンネル素子21は、例えば対向する受光及び出射表面21c 及び 21dと対向する傾斜壁面とを有する台形などの他の形状とすることができる。
それぞれの光学的コア・チャンネル素子が、出射表面21dの面積を受光表面21cの面積より大きくした台形を構成する場合には、出射表面から出射する光束を受光表面に入射する光束よりも拡大することができる。
そして出射表面から出射する光束の指向角度を図7に示す光学的コア・チャンネル素子21の光束の指向角度より大きくすることができる。
再び図1ないし図6を参照して、線状導光体10は、対向する一対の主表面10a、10bと対向する一対の前方及び後方側面10c、10dと対向する一対の端面10e、10fと後方側面10cに位置する少なくとも一つの受光部分10gと光反射手段40とからなることができる。
この実施例の光反射手段40は、線状導光体10の長さのほぼ中心に位置する実質的に三角形の開口 (又は貫通孔) である。更にこの開口40はほぼアルファベットの "V" 字型の形状の対向する反射面40a 、40bと反射面40a 、40bを結ぶ他の表面40cと反射面40a 、40bの交点40dとからなる。
対向反射面40a 、40bは対向する傾斜面を有し、それらの傾斜角度は同一であり、それぞれ30から 60度であるのが望ましい。
線状導光体10はチャンネル導光板 (チャンネル導光体<チャンネル導光部材) 20 の第1の側面20c と接続、接触又は隣接して配置することができる。
そして線状導光体10の前方側面10dからの光線は主として光学的コア・チャンネル素子21を通過できる。
少なくとも一つの発光ダイオード200 (LED) が線状導光体10の受光部分10gに位置するように線状導光体10と関連して配置される。
発光ダイオード200 (LED) の光出射面は光反射手段すなわち対向反射面と対面し、LED 200の光軸を対向反射面 40a、40bの交点40dと一致させている。
例えばベアLEDチップ、カプセル化又はパッケージ化LEDチップ、表面実装型LED (SMD型LED) 及び周知の半円形型LED等の、いかなるタイプの発光ダイオードも本発明に使用する点状光源として使用できる。
青、緑及び赤色の3色の異なった色を発光する3種類のLEDベア・チップ又はLEDダイを一つのカプセル又はパッケージ内に収容し、それらの混合色である白色を出射するカプセル化又はパッケージ化LED 200を本発明の面照明装置すなわち面光源装置の点光源として用いると、フルカラーの可視情報を表示する液晶表示装置を照明することができる。
その代わりに紫外線、紫色、青色などの比較的に短波長の光線を発光するLEDチップと、短波長光線を白色光に変換する蛍光体とを組み合わせた白色発光LEDが上記と同様な目的に使用できる。
これらの白色発光、発光ダイオードは、例えば日亜化学工業株式会社、豊田合成株式会社、スタンレー電気株式会社、シチズン電子株式会社、星和電機製造株式会社、ルミレッズ ライティングU.S. LLS (Lumileds Lighting U.S. LLS) などから商業的に入手できる。
図8は導光体ユニット100内の光線の通路 (光路) の代表例を示す。
図8において、少なくとも一つの発光ダイオード200 (LED) が線状導光体10の受光部10gと接触、隣接又は埋設されて配置される。
発光ダイオード200 (LED) の光出射窓 200a は実質的に三角形の開口を有する光反射手段40の対向反射面40a、40bと対面し、対向反射面40a、40bは他の面40cの水平線に対して左右対称的な傾斜角を持っている。
表面 (側面)は第1の屈折率 (n1>1) を持つ線状導光体10と第1の屈折よりも低い屈折率 (n2=1) を持つ開口内の空気40との境界を構成する。
発光ダイオードLED 200から出射する光線 (光束) Lは線状導光体 10 内に入射し、反射手段40の方向 に進行する。
LED 200からの前記光線 "L" の内の大部分の光線 "L1" は、反射手段 40 の対向する傾斜反射面 40a、40bに到達する。
内部全反射 (TTR: トータル・インターナル・リフレクション) の原理に基づいて臨界角以上で入
射した光線 "L1" は傾斜反射面40a、40bによって実質的に横方向である互いに対向する第1と
第2の方向へ反射される。
射した光線 "L1" は傾斜反射面40a、40bによって実質的に横方向である互いに対向する第1と
第2の方向へ反射される。
その反射光線 "L1" は内部全反射の原理に基づいて線状導光体 10 内で実質的にその長さに沿っ
て全反射を繰り返して対向する第1と第2の端面 10e、10fに向かって進行する。
て全反射を繰り返して対向する第1と第2の端面 10e、10fに向かって進行する。
反射手段 40 の対向する傾斜反射面 40a、40bに全反射の臨界角より小さい角度で到達した残余の光線 "L2" は傾斜反射面 40a、40bを反射せずに通過するので、残余の光線 "L2" は傾斜反射面 40a、40bを通過して三角形の開口40と中心の空気のクラッド22-cとを経由して面照明導光体30内に伝達する。
線状導光体 10から漏洩する光線を線状導光体 10へ戻すために、LED 200の受光部10bを除いて反射シート又は反射板 52を設けることができる。
チャンネル導光体素子 (即ち光学的コア素子、光学的コア) 21はそれぞれのチャンネル導光体素子の間に存在し隣接するインターポーザー (即ち介在体、この実施例では空気クラッド、光学的クラッド) ２2によって分離又は光学的に孤立している。
そしてチャンネル導光体素子21の屈折率 (n1>1) は空気クラッド２２の屈折率 (n2=1) より高い。
光学的チャンネル素子21に入った光線 "L1" は、その中を全反射に基づいて少なくとも一回反射して光出射側面21dに向けて進行することができる。
光線 "L1" が反射手段40で反射した後に光学的チャンネル素子21の光入射側面 (光入力面) 21cに到達したときに、光学的チャンネル素子21の屈折率が線状導光体10の屈折率と等しい (又はより高い)ので、光線 "L1"は光学的チャンネル素子21の内部に入ることができる。
そして面照明導光体30の屈折率が光学的チャンネル素子21の屈折率と等しい (又はより高い)ので、その光線 "L1" は光学的チャンネル素子21の光出射側面 (光出射面) 21d を経由して面照明導光体30の光入射側面30cから面照明導光体30の内部に入射することができる。
光線 "L1 が"線状導光体 10 の後方側面 10c に到達したときに、光線 "L1" は後方側面で光学的チャンネル導光体20の方向へ反射し、光学的チャンネル素子21又は空気のインターポーザー２２に到達する。
線状導光体 10 の後方側面 10cで反射した後に、又は反射手段 40で反射した後に全反射の臨界角以上で空気のインターポーザー 22 に到達した光線 "L1" は空気のインターポーザー 22によって反射され、実質的に横方向 (後方側面 10c又は端面 10e、10f) へ進行する。
線状導光体 10 の後方側面 10cで反射した後に、又は反射手段 40で反射した後に全反射の臨界角以下で空気のインターポーザー 22 に到達した光線 "L1" は空気のインターポーザー 22を通過し、面照明導光体30の光入射側面30cから面照明導光体30の内部に入射する。
例えば図 3 に示す光散乱手段 50と同様な光散乱手段51を後方側面10c及び、又は端面10e、10fに部分的に設けても良い。
光散乱手段 50に到達した光線 "L1" は散乱し散乱光線 "L3"となる。散乱光線 "L3" は、光学的チャンネル導光体20 (光学的チャンネル素子21及び空気のインターポーザー 22)に向かって進行する。
光学的チャンネル素子21に到達した散乱光線 "L3" は、その中を全反射に基づいて少なくとも一回反射して進行し、そこを通過し光入射側面 30c を経由して面照明導光体 30 に入る。
全反射の臨界角以上で空気クラッド (空気のインターポーザー21) に到達した散乱光線 "L3" は、全反射に基づいて反射し、線状導光体 10 の中でそのほぼ横方向に進行する。一方、全反射の臨界角より以下の角度で空気クラッド (空気のインターポーザー) 21 に到達した散乱光線 "L3" はそこを通過し光入射側面 30c を経由して面照明導光体 30 に入る。
端面に到達した光線 "L1" はその平面部 (平滑部)で反射し、または散乱手段55で散乱し散乱光線 "L3" となる。
その光線 "L1" は線状導光体 10 内を実質的に横方向でその反対方向に進行し、また散乱光線 "L3" は線状導光体 10 内を多数の方向に進行する。
線状導光体 10 の後方側面10c又は端面10e、10fから漏洩した光線 "L1" 又は散乱光線 "L3" は反射又は散乱シート又は板52によって反射又は散乱され、線状導光体 10に戻る。
光学的コア・チャンネル導光体21に到達する全ての光線L1はその内部に入ることができ、一方、空気クラッド22に全反射の臨界角以下の角度で到達する光線L1のみがその内部に入ることができ、空気クラッド22に全反射の臨界角より大きい角度で到達する光線L1は線状導光体内で反射して空気クラッド22を通過しないので、光学的コア・チャンネル導光体21内に入射することができる第一の光線L1の量は、空気クラッド22の内に入射することができる第二の光線L1の量より多いことに留意すべきである。
光学的コア・チャンネル導光体21からは比較的に大量の第一の光線が出射し、また光ファイバーと同様に広い拡散角で出射するが、一方、空気クラッド22から比較的に少量の第二の光線が出射する
光チャンネル導光体 (ファイバー光学的線状アレイ) 20 はその出射面からその長さに沿って第一と第二の強弱の光線を隣接して出射し、第一と第二の強弱の光線が面照明導光体の受光側面から入射する。
この第一と第二の強弱の光線が面照明導光体内の受光側面の近辺で混合し、それによりほぼ均一化した輝度の線状光線を面照明導光体内に伝達できる。
面照明導光体内のほぼ均一化した輝度の線状光線は、全反射に基き対向主表面間を繰り返して反射しながら受光側面と対向する側面に向かって伝達し、その途中でこの伝達光線が光出射主表面から徐々に出射する。
従って、面照明導光体の光出射主表面のほぼ全面にわたってほぼ均一な平面光線を得ることができる。
以上に記述したように、この実施例では、チャンネル導光体 20の光学的チャンネル導光体素子 (光学的コア・チャンネル素子) 21及び、又はインターポーザー (光学的クラッド) 22はグラデーション・パターンを有する全体として線状のファイバー光学的アレイ20を構成し、光学的チャンネル導光体素子 21のピッチ "p" 及び、又はインターポーザー 22の幅 "W2" が変化して分布しているので、チャンネル導光体 20 は線状のファイバー光学的アレイ 20 の長手方向に沿ってほぼ均一な光出力を得ることができる。
その結果、面照明光体 30 の光出射表面 30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な面照明を得ることができる。
図 9 は図 1 のA-C線に沿う第1の実施例の概念的な拡大、部分断面図であり、本発明の代表的な応用例を示す。
図 9に示すように、導光体ユニット100と発光ダイオード(LED) 200とからなる面光源、面照明装置は、代表的には液晶表示装置 (LCD) 220のバックライトなどの面照明に用いられる。このバックライトにより、観察者はLCD 200の裏面に配置された面照明導光体30によって照明されたLCD 220の映像表示を見ることができる。
以上で詳細に記述したように、導光体ユニット100は、要約すると対向する主表面10a 、10bと受光側面10cと光出射側面10dと反射手段40とを有する線状導光体10と、受光側面20cと光出射面20dとを有する光学的チャンネル導光体20と、面照明前面30aと対向裏面30bと裏面30bに配置された光散乱手段50とからなる。
液晶表示装置(LCD) 220は、要約するとそれぞれの内面に形成された透明電極膜を有する対向する一対の透明板と両透明板間に充填された液晶材料を有する液晶パネル221と、液晶パネル221を挟むように配置された対向する一対の偏光フィルム222、 223とからなる。
光拡散又はプリズム シート51を面照明導光体 30 の面照明表面30aの上または近辺に配置しても良く、また光反射シート又は板54を面照明導光体 30 の裏面30bの上または近辺に配置しても良い。
光反射又は光遮断シート53を面照明導光体 30 の表面 30a の終端部、線状導光体10の表面10aとチャンネル導光体20の表面とを覆うように配置しても良い。なお図9 では空気クラッド (空気のインターポーザー) 22のみが示され、光学的コア・チャンネル素子 21 は示されていない。
光反射又は光遮断シート53は、導光体ユニット100の表面から不本意に漏れた光線を元に戻すか、導光体ユニット100の内部に外部から入る光線を遮蔽する。
その代わりに、この面光源は液晶表示装置220の (図9には示されていない) フロントライト用に用いることができる。
この場合には、光反射シート又は板54を取り除き、観察者は面照明導光体 30 経由して液晶表示装置220を見る。
図10、図11及び図12は、導光体ユニット 100の平面図であり、第1実施例の三つのタイプの導光体ユニット 100 (100A、100B、100C) を示す。
図10に示すように、第1のタイプの導光体ユニット100Aは、面照明導光体30と、反射手段40を有する線状導光体10とチャンネル導光体20とを接続又は一体化して統合した複合導光体 (10, 20) とからなる。
そして面照明導光体30は複合導光体 (10, 20) と横方向に接触して配置するのが望ましい。
複合導光体 (10, 20) の線状導光体部分10から複合導光体 (10, 20) におけるチャンネル導光体部分20の光学的コア・チャンネル素子21に入射した光線は、その内部で一回以上全反射しその光出射端面21dに向かってその内部を進行することができる。
その光線は光出射端面21dから効率的に出射し、受光側面30cから入射し面照明導光体30の内部を伝達する。
複合導光体 (10, 20)と面照明導光体 30 とは実質的に透明なポリマー材料からなるのが望ましい。複合導光体 (10, 20)の屈折率は面照明導光体 30の屈折率より高くするのが望ましい。
例えば、複合導光体 (10, 20) として用いられる実質的に透明なポリマー材料としては屈折率約1.49-1.50を有するポリメチル・メタアクリレート (PMMA) 又は屈折率約1.58-1.59を有するポリカーボネート (PC)を用い、面照明導光体 30 として用いられる実質的に透明なポリマー材料としては前記PMMAを用いることができる。
図11に示すように、第2のタイプの導光体ユニット100Bは、反射手段40を有する線状導光体10と、面照明導光体30とチャンネル導光体20とを接続又は一体化して統合した複合導光体 (20, 30) とからなる。
線状導光体10は複合導光体 (20, 30)と横方向に接触して配置するのが望ましい。
複合導光体 (20, 30)と線状導光体10は、好ましくは共に実質的に透明なポリマー材料からなる。
複合導光体 (10, 20)の屈折率は線状導光体10の屈折率と同じか又はより高い。
複合導光体 (20, 30)と線状導光体10は、好ましくは共に実質的に透明なポリマー材料からなる。
複合導光体 (10, 20)の屈折率は線状導光体10の屈折率と同じか又はより高い。例えば、複合導光体 (20, 30) は "PMMA" 又は "PC" からなり、線状導光体10は前記 "PMMA" からなることができる。
図12に示すように、第三のタイプの導光体ユニット(10, 20, 30) は面照明導光体30, チャンネル導光体20及び線状導光体10が、これらの順序で接続または一体化された唯一の複合導光体からなる。
導光体ユニット100C即ち複合導光体ユニット(10, 20, 30)は好ましくは実質的に透明なポリマー材料からなり、唯一の屈折率を持つ完全に統合化された唯一のユニットなので、前記導光体ユニット100A、100Bと異なって屈折率の組み合わせに関して何ら留意の必要がない。
従って、唯一のポリマー材料からなる導光体ユニット100Cは一度に射出成型法により製造できる。
図 10に示す複合導光体ユニット(10, 20)、 図 11に示す複合導光体ユニット (20, 30) 及び図 12に示す複合導光体ユニット(10, 20, 30)は、実質的に透明なポリマーを用いて種々の製法で、例えば、レーザー切断法、射出成型法、注型成型法、圧縮成型法などによって製造することができる。
レーザー切断法はレーザー切断又は彫刻機を用い、導光板に少なくともチャンネル導光体 20 と対応した所定のパターンに従ってレーザー・ビームのエネルギーを走査処理することによって行われる。
射出成型法は少なくともチャンネル導光体 20と対応したチャンネル・パターンと反射手段 40 と対応した反射手段パターンとを含む成型パターンを持ったモールド型を用い、モールド型の内部に溶融した又は軟化したポリマーを射出し、冷却後に固体化したポリマー導光体 (図 10 の参照符号 (10, 20) )、(図 11の参照符号(20, 30) )、(図 12の参照符号 (10, 20,30) )をモールド型から取り出すものである。
注型成型法又は樹脂重合法はチャンネル導光体 20と対応したチャンネル・パターンと反射手段 40と対応した反射手段パターンとを含む成型パターンを持った注入型を用い、熱硬化性硬化剤又は感光性硬化剤を含む液体樹脂又はモノマーを注入型に注いで熱又は光の硬化条件を与え、硬化後に注入型から重合して高分子化した固体化ポリマー導光体 (図 10 の参照符号 (10, 20) )、(図 11の参照符号(20, 30) )、(図 12の参照符号 (10, 20,30) )をモールド注入型から取り出すものである。
圧縮成型法は少なくともチャンネル導光体 20と対応したチャンネル・パターンと反射手段 40 と対応した反射手段パターンとを含む成型パターンを持ったモールド型を用い、モールド型に溶融した又は軟化したポリマーを配置し、モールド型を加圧圧縮し、冷却後に固体化したポリマー導光体 (図 10 の参照符号 (10, 20) )、(図 11の参照符号(20, 30) )、(図 12の参照符号 (10, 20,30) )をモールド型から取り出すものである。
導光体ユニット100A, 100B 又は100Cを上記の製法によって製造すると、それらを簡単に大量生産することができ、導光体ユニット100A, 100B又は100Cを比較的に短納期及び低コストで提供できる。
図13、図14及び図15を参照して、これらの図は第1の実施例の概念的な底面図であり、図6における面照明導光体30の光散乱手段50の散乱パターンの三種類の変形例を示す。
図13 (及び図3、図4) に示すように、第2の主表面 (裏面) 30bに設けられた複数の光散乱手段は、複数の点又は点状領域からなりグラデーション・パターンを形成している。
複数の点又は点状領域 50aのそれぞれは図示した円形 (又は楕円形、矩形、多角形) などのほぼ等しい面積を有する任意の形状をしている。
点又は点状領域50aの数量は、受光側面30cから対向側面30dに向かう距離に従って、点又は点状領域50aの分布密度が段階的又は連続的に増加している。
従って面照明導光体30の面照明表面30aの実質的に全ての領域にわたってほぼ均一な表面輝度を得ることができる。
図14及び図15 (及び図3及び図4) に示すように、第2の主表面に配置された複数の光散乱手段50b、50cは多数の島状領域 (又は孤立領域) からなり、グラデーション・パターンを構成することができる。
それぞれの島状領域50b、50cは、例えば図14では矩形パターンを有する光散乱手段50bであり、図15では円形パターンを有する光散乱手段50bであるような任意の形状を有し異なる大きさの領域からなることができる。
点又は点状領域50aの数量は、受光側面30cから対向側面30dに向かう距離に従って、点又は点状領域50aの分布密度が段階的又は連続的に増加している。
島状領域50b、50cの大きさは、受光側面30cから対向側面30dに向かって段階的又は連続的に増加している。従って面照明導光体30の面照明表面30aの実質的に全ての領域にわたってほぼ均一な表面輝度を得ることができる。
(第2の実施形態、第2実施例)
本発明の第2の実施例を図16ないし図19を参照して説明する。
図16は本発明の第2実施例の面光源、面照明装置の概略的な分解斜視図である。
図17は前記面光源、面照明装置の概略的な分解平面図である。図18は前記面光源、面照明装置の概略的な平面図である。
図19は光学的チャンネル導光体23の概略的な拡大斜視図である。
第2実施例 (図16ないし図19) は、第1実施例 (例えば図1ないし図15) と光学的チャンネル導光体23と線状導光体12の構成が異なり、同様な要素、部分には同じ参照符号を付してある。従って同じ参照符号を付した要素、部分の記述は以後、省略することがある。
面光源、面照明装置は導光体ユニット110と点光源として少なくとも一つの発光ダイオード(LED) 200からなる。
導光体ユニット110は、面照明導光部材30と線状導光部材10 とそれらの間に配置された光学的チャンネル導光部材 23とからなる。
面照明導光部材30、線状導光部材10、光学的チャンネル導光部材 23は、実質的に透明な導光部材からなる。
面照明導光部材30と光学的チャンネル導光部材23と線状導光部材12とは、光学的チャンネル導光部材23が面照明導光部材30と線状部材10との間に横方向に挟まれるように、これらの順序で配置される。
線状導光体12は、線状に延長した実質的に透明板からなり、前記透明板は対向する一対の主表面12a、12bと対向する一対の前方及び後方側面12c、12dと対向する一対の端面12e、12fと後方側面12cに位置する少なくとも一つの受光部分12gとほぼ三角形の光反射手段42と光反射手段42内のほぼ三角形の空間に配置されたほぼ透明な部材43とからなることができる。
この実施例の光反射手段又は反射体42は、ほぼ "V" 字形状を有する対向した傾斜面42a、42bと傾斜面42a、42bを接続する他の一面42cと例えば図1で参照符号40を付した実質的に三角形の開口 (又は貫通孔) に充填されたほぼ三角形の形状で、ほぼ透明なポリマー部材43からなることができ、その光反射手段42は線状導光体12の長さのほぼ中心部内に位置することができる。
透明なポリマー部材43の屈折率は線状導光体12の屈折率より低くすべきであり、それによって、全反射の臨界角以上の光線が対向傾斜面42a、42bに到達するときに。光線がポリマー部材43内に入ることなく、対向傾斜面42a、42bはその光線を線状導光体12内に反射できる。
点状光源として発光ダイオード200 (LED) が線状導光体12の後方側面の中央 "c" の近くの一部にある受光部分12gに、発光ダイオード200 (LED) の光出射面が光反射手段42の対向反射面42a、42cと対面するようにして、配置される。
チャンネル導光体 23は光学的コアの機能を有する複数の光チャンネル素子 21と光学的クラッドの機能を有する複数の固体インターポーザー (介在体) 25とから構成される。
固体インターポーザー又は光学的固体クラッド25は、隣接する光チャンネル素子 又は光学的固体コア 21の間に位置する。
光学的固体クラッド25と光学的固体コア 21とは交互にほぼ並行に整列して配置され、線状のファイバー光学的アレイ(整列体) を構成する。
従って、複数の光学的固体コア 21は、チャンネル導光体、即ち線状のファイバー光学的アレイ23の長さ方向で、複数の光学的固体コア 21によって互いに光学的に孤立し分離される。
図19に示すように、この実施例では、複数の光学的コア・チャンネル素子21は実質的に同一な幅 "w1" を有している。そして複数の光学的コア・チャンネル素子21はその数量又は分布密度が、チャンネル導光体 23の中間 "c" からチャンネル導光体 23の対向する両端分 23e、 23fに向かう距離にほぼ比例して、チャンネル導光体 23の線状の長さに沿って増加するように可変して分布されている。
隣接した光学的コア・チャンネル素子２１間のピッチ (間隔) "p" 及び固体クラッド・インポーザー25の幅 "w2" は、チャンネル導光体 23の中心 "c" からチャンネル導光体 23の対向する両端面 23e、 23fに向って連続的又は段階的に減少するように所定のグラデーション・パターンを構成する。
この構成により、チャンネル導光体 23の長さに沿ってその光出射側面21dからほぼ均一な線状の光出力を得ることができる。
固体クラッド・インポーザー25の屈折率は光学的コア・チャンネル素子２１の屈折率より低くなければいけない。
比較的に低い屈折率を有する固体クラッド・インポーザー25は、例えば、シリコーン樹脂 (silicone resin) (屈折率、約1.41)、フッ化ポリイミド樹脂 (polyimide fluoride) (屈折率、約1.46-1.47)、ポリビニリデンクロライド樹脂 (polyvinylidene chloride) (屈折率、約1.47)、フッ素と硫黄を添加した屈折率が調整可能なエポキシ樹脂 (調整した屈折率、約1.42-1.48) などのほぼ透明な樹脂から選択できる。
一方、比較的に高い屈折率を有する光学的コア・チャンネル素子２１は、例えば、ポリメチルメタアクリート (PMMA: polymethyl-methacrylate) (屈折率、約1.49-1.50) などのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂 (PC: polycarbonate) (屈折率、約1.58-1.59)、ポリスチレン樹脂 (PS: polystyrene) (屈折率、約1.59-1.60)、エポキシ樹脂 (epoxy) (屈折率、約1.55-1.61)、屈折率が調整可能な前記エポキシ樹脂 (調整した屈折率、約1.49-1.70) などのほぼ透明な樹脂から選択できる。
光学的チャンネル素子 (光学的コア) 21が、チャンネル導光体23の長さ方向で、対向する光入射面 (最も近い端面) 21cと光出射面 (最も遠い端面) 21dとを除いて、屈折率 "n2" を持つ光学的チャンネル素子21の屈折率よりも低い屈折率 "n4" を持つインターポーザー (光学的クラッド) 25の間に介在しているので、チャンネル導光体23内に光学的に互いに分離した複数の独立した光導波路又は固体状ライト・パイプが構成される。
図16に示すように、光学的コア・チャンネル素子21はほぼ矩形の形状を有している。そして光学的コア・チャンネル素子21のそれぞれの受光面 21cの面積はそれぞれの光出射面 21dの面積とほぼ等しい。
しかしながら、光学的コア・チャンネル素子21は、例えば対向する受光及び出射面21c 及び 21dと対向する傾斜壁面とを有する台形などの他の形状とすることができる。
更に光学的コア・チャンネル素子21の各出射面21dの面積を対向する受光面21cより大きくすることができ、一方、インターポーザー25は光学的コア・チャンネル素子21と逆である。従って受光面21cから入射する光線は出射面21dから指向角度を拡大して出射する。
固体インターポーザーの内部に複数の光散乱粒子を分散してもよい。光散乱粒子は、ガラス、ポリマーなどの屈折率が固体インターポーザーと異なるほぼ透明なビーズ、光散乱性又は光反射性の顔料などから選択する。
固体インターポーザーに光散乱粒子を混入することにより、光線が固体インターポーザー内に入ったときに、そこから広角の散乱光線を出射できる。
図20ないし図23は、導光体ユニット 110 の平面図であり、第2実施例の4つのタイプの導光体ユニット 110A、 110B、 100C 及び110D を示す。
図20,に示すように、第1のタイプの導光体ユニット110Aは、面照明導光体30と、チャンネル導光素子21とインターボーザー25とを有するチャンネル導光体23と、反射手段40と反射手段42の開口に充填されたほぼ透明なポリマー部材43とを有する線状導光体12とからなり、全ての導光部材30、21、12が互いに分離して配置されている。
導光部材30、23、12はこれらの順序で横方向に並んで互いに接触して配置されるのが望ましい。
即ち、チャンネル導光体23は面照明導光体30の受光側面30cと線状導光体12の出射面12dとの間に横方向に挟まれる。
図21に示すように、第2タイプの導光体ユニット110Bは、面照明導光体30と、反射手段42と反射手段42の開口に充填されたほぼ透明なポリマー部材43とを有する線状導光体12とチャンネル導光体23とを接続又は一体化して統合した複合導光体 (12, 23) とからなる。
面照明導光体30と複合導光体 (12, 23) とは互いに分離している。
複合導光体 (12, 23) は、複合導光体 (12, 23) の出射面23dが面照明導光体30の受光側面30cと対面するように、面照明導光体30と接触して配置することができる。
図22に示すように、第3のタイプの導光体ユニット110Cは、反射手段42と反射手段42の開口に充填されたほぼ透明なポリマー部材43とを有する線状導光体12と、面照明導光体30とチャンネル導光体素子21とインターポーザー25とを有するチャンネル導光体23とを接続又は一体化して統合した複合導光体 (23, 30) とからなる。
複合導光体 (23, 30) は、線状導光体12の出射面12dが複合導光体 (23, 30) のチャンネル導光体素子部分の受光側面23dと接触して配置することができる。
図23に示すように、第3のタイプの導光体ユニット110Dは、面照明導光体30と、チャンネル導光体素子21とインターポーザー25とを有するチャンネル導光体23と、反射手段42と反射手段42の開口に充填されたほぼ透明なポリマー部材43とを有する線状導光体12とが完全に一体化した複合導光体110D又は (12, 23, 30) とからなり、全ての導光体30、23及び12がこれらの順序で互いに接続され、即ち唯一のユニットとして統合されている。
図29は、前述の第1実施例、第2実施例のチャンネル導光部材20、23を示す拡大部分斜視図である。
図29に示すように、光学的チャンネル導光部材20、23は、チャンネル導光素子10、23とインターポーザー22、25とからなり、両者が交互に配列されてファイバー光学的線状アレイを構成する。そしてチャンネル導光素子21とインターポーザー22、25とは、矩形の形状を持っている。
光学的コア又はライト・パイプとして機能するチャンネル導光素子21は、それぞれほぼ矩形の光入射側面21cと、入射側面と対向し入射側面と並列なほぼ矩形の光出射側面21dと、ほぼ矩形の第1の側壁21gと、第1の側壁と対向し第1の側壁と並行なほぼ矩形の第2の側壁21eと、互いに対向し並列なほぼ矩形の頂面と底面とからなり、光入射側面21cと光出射側面21dの面積はほぼ等しい。
光学的コア又はライト・パイプとして機能するチャンネル導光素子21は、それぞれほぼ矩形の光入射側面21cと、入射側面と対向し入射側面と並列なほぼ矩形の光出射側面21dと、ほぼ矩形の第1の側壁21gと、第1の側壁と対向し第1の側壁と並行なほぼ矩形の第2の側壁21eと、互いに対向し並列なほぼ矩形の頂面と底面とからなり、光入射側面21cと光出射側面21dの面積はほぼ等しい。
光学的クラッド又はライト・パイプのクラッドとして機能する空気又は固体のインターポーザー 22 、25は、それぞれほぼ矩形の第1の側面22c or 25cと、第1の側面22c 又は 25cと並行に対向するほぼ矩形の第2の側面22d or 25dと、互いに対向し並列なほぼ矩形の側面と、互いに対向し並列なほぼ矩形の頂面と底面とからなり、前記対向側壁はチャンネル素子21の側壁21g、21hと共通な部分である。
例えば図1、図16に示す線状導光部材10、12の内部を伝達する光線が光学的チャンネル素子21の光入射面21cに到達する時に、その光線は光学的チャンネル素子21の内部に入り内部全反射に基づいて側壁21g、21h及び、又は頂面、底面で少なくとも一回反射し光出射側面21dから出射する。
線状導光部材10、12の内部を伝達する光線がクラッド・インターポーザー 22 、25の第1の側面22c、25cに到達する時に、内部全反射の臨界角以上の角度を持った光線はクラッド・インターポーザー 22 、25によって第1の側面22c、25cで線状導光部材10、12に戻るように反射され、クラッド・インターポーザー 22 、25内には入らない。一方、内部全反射の臨界角より以下の角度を持った光線は第1の側面22c、25cからクラッド・インターポーザー 22 、25内に入り、第2の側面22d、25dから出射する。
従って、光学的チャンネル素子21の光入射側面21cに到達したほとんどの光線は光学的チャンネル素子21を効率的に通過して光出射側面21dから出射する。クラッド・インターポーザー 22 、25の第1の側面22c、25cに到達した光線はその一部がクラッド・インターポーザー 22 、25を通過して第2の側面22d、25dから出射し、残余の光線は線状導光部材に戻りその内部を伝達する。
(第3の実施形態、第3実施例)
本発明の第3の実施例を概略的斜視図である図24を参照して説明する。
第3の実施例の面光源、面照明装置は、例えば図1ないし図4を参照して記述した第1の実施例の一つの変形を示す。第3の実施例における面照明導光体32は、第1の実施例における面照明導光体30と異なるが、第1、第3の実施例において同一な参照符号を付してある線状導光体10とチャンネル導光体20とは共に同じものである。
図24に示すように、面光源、面照明装置は概略的には導光体ユニット120と点光源として少なくとも一つの発光ダイオード(LED) 200とからなる。導光体ユニット120は、その中にほぼ三角形の反射手段40を有する線状導光部材10と、複数の光学的チャンネル素子 (光学的コア) 20と複数の開口又は空気インターポーザー 21 (光学的空気クラッド) とを有する光学的チャンネル導光部材 20と、面照明導光部材 32とからなる。この実施例では、面照明導光部材 32は、ほぼ平面的な面照明用第１主表面 (前面) 30aと、第１主表面と対向しテーパー状 (楔形状)の、即ち傾斜した第２主表面 (裏面) 30b又は30b'と、受光側面である第１の側面 30cと、第1の側面30cと対向する第2の側面30dと、第3の側面30eと、第3の側面30eと対向する第4の側面30fとからなる実質的に透明なほぼ矩形の部材から構成される。
面照明導光部材 32は変化する厚さを持ち、第一のタイプの面照明導光部材 32では、図24で連続線として示す段階的なテーパー状の第２主表面32bを備えている。そのために面照明導光部材 32の厚みは、受光側面32cから対向する側面32dに向かって段階的に減少するように変化する。一方、例えば図1ないし図4に示す面照明導光部材30は、ほぼ全ての部分でほぼ均一な厚みを持っている。
その代わり、第一のタイプの面照明導光部材 32では、図24で点線として示す連続的なテーパー状の第２主表面32b'を備えている。そのために面照明導光部材 32の厚みは、受光側面32cから対向する側面32dに向かって連続的に順次減少するように変化する。
テーパー状の表面32b 又は32b'の存在により、光出射表面32aに到達する光線は受光側面32cから対向する側面32dに向かう距離に従って全反射の臨界角が狭められるので、光線が前記距離に従って光出射表面32aからより多く漏洩するようになる。そのために、例えば図6に示す光散乱手段50は必ずしも必要としない。
空気クラッド22は例えば図7、図10に示すように固体クラッドと置換してもよく、その場合、空気クラッド22の開口又は空間に光学チャンネル素子21の屈折率より低い屈折率を持つほぼ透明なポリマーを充填する。
(第4の実施形態、第4実施例）
本発明の第4の実施形態を図25ないし図28を参照して説明する。
図25は本発明の第4の実施形態の面光源、面照明装置の概略的な分解斜視図である。
図26は前記面光源、面照明装置の概略的な分解平面図である
図27は前記面光源、面照明装置の概略的な平面図である。
図28は光学的チャンネル導光体26の概略的な拡大斜視図である。
既に詳細に記述した実施例と同じ参照符号を付けた部分又は要素に関しては、この実施例では重複した記述は出来るだけ省略する。
第4実施例の面光源装置は、導光体ユニット121とLED 200とからなる。
導光体ユニット121は、その中心近辺に配置された対向反射面を持つ三角形の反射手段を有する線状導光部材(線状に延長した導光体)10 と、面照明導光部材 30と、複数のコア・チャンネル素子27と複数の空気クラッド28とを有する光学的チャンネル導光部材26とからなる。
光学的チャンネル導光部材26は、線状導光部材10と面照明導光部材 30との間に横方向に互いに接触又は接続して配置される。
図28に示すように、チャンネル導光体 26は複数の光チャンネル素子 (固体コア) 27 (27-1、27-2、・・・、27n及び 27-1'、 27-2'、・・・、27-n')と複数の 空気インターポーザー (空気クラッド) 28 (28-c、28-1、28-2、・・・、28-n、及び28-7'、28-2'、・・・、28-n'、 28-c)とから構成される。
空気インターポーザー (光学的クラッド) 28は隣接する光チャンネル素子 (光学的コア) 27の間に位置し、複数の光チャンネル素子 (又は光学的コア) 27はそれぞれ光学的に孤立する。
光チャンネル素子 (光学的コア) 27と空気インターポーザー (光学的クラッド) 28とは交互にほぼ並行して配置され、全体としてファイバー光学的線状アレイ(チャンネル導光体) 26を構成する。
比較的高い屈折率 n1 (n1>1) を持つ光学的コア・チャンネル素子27が、チャンネル導光体20の線状のファイバー光学的アレイの長さ方向に、光学的コア・チャンネル素子27の屈折率よりも低い屈折率 n2 (n2=1) を持つ空気インターポーザー又は空気クラッド28の間に介在しているので、チャンネル導光体20内に光学的に互いに分離した複数の独立した光導波路又は固体状ライト・パイプ27 (27-1、27-2、 ・・・ 27n、及び27-1'、27-2'、 ・・・、27-n') が構成される。
隣接した光学的コア・チャンネル素子27間のピッチ (間隔) "p'" 及びそれぞれの光学的コア・チャンネル素子27の幅 "w1'" は、チャンネル導光体 26の中心 "c" からチャンネル導光体 26の対向する両端分 26e、 26fに向う距離に従って、又はその距離に比例してチャンネル導光体 26の長さにわたって連続的又は段階的に増大するように所定のグラデーション・パターンを構成し、一方、ほぼ全ての空気インターポーザー又は空気クラッド28の幅 "w2'" は互いにほぼ等しいことに留意すべきである。
しかしながら、第4実施例のチャンネル導光部材26と異なり、図7に示す第1実施例のチャンネル導光部材20では、隣接した光学的コア・チャンネル素子21間のピッチ (間隔) "p" 及びほぼ全ての空気インターポーザー又は空気クラッド22の幅 "w2" が、チャンネル導光体 20の中心 "c" からチャンネル導光体 20の対向する両端分 20e、 20fに向う距離に従って、又はその距離に比例してチャンネル導光体 20の長さにわたって連続的又は段階的に減少するように所定のグラデーション・パターンを構成し、一方、それぞれの光学的コア・チャンネル素子21の幅 "w1" は互いにほぼ等しい。
第4実施例のチャンネル導光部材26と、図7に示す第1実施例のチャンネル導光部材20とは互いにその構成が異なるが、これらのグラデーション・パターンが、チャンネル導光部材26又は20の長さにわたってほぼ均一な光出力を生じるという点で、両方のチャンネル導光部材26又は20のもたらす効果は同等である。
第4実施例において、図8に示す固体クラッド23の屈折率と同様に、空気インターポーザー又は空気クラッド28にチャンネル導光体 27の屈折率より低い屈折率を待つほぼ透明な固体ポリマーを充填しても良い。
第4実施例において、図8に示すリフレクター42の固体充填物と同様に、三角形のリフレクター40の開口に、線状導光体10の屈折率より低い屈折率を待つほぼ透明な固体ポリマーを充填しても良い。
固体クラッド23の屈折率と同様に、空気インターポーザー又は空気クラッド28にチャンネル導光体 27の屈折率より低い屈折率を待つほぼ透明な固体ポリマーを充填しても良い。
(第5の実施形態、第5実施例)
第5実施例を図30A、図30Bを参照して記述する。
図30A、図30Bは、概略的拡大部分斜視図であり、ほぼ台形の形状を持つ光学的チャンネル素子21'、21"を有する第5実施例を示す。
図30Aに示すように、光学的コアとして機能する光学的チャンネル素子21'は、第1の表面積を持った光入射表面21'cと、光入射表面21'cと平行な対向する第1の表面積より大きい第2の表面積を持った光出射表面21'dと、第1の側壁21'gと、第1の側壁21'gと互いに平行でない対向する第2の側壁21'hと、互いに平行で対向する頂面と底面とからなる台形構造とすることができる。
光出射表面21'dの表面積が光入射表面21'cの表面積より大となるように、第1の側壁21'gと第2の側壁21'hは傾斜している。
光学的クラッドとして機能するインターポーザーは、第1の表面積を持った第1の側面22'cと、第1の側面22'cと平行な対向する第1の表面積より小さい第2の表面積を持った第2の側面22'dと、傾斜角 "ag" を持って傾斜する対向する第1、第2の側壁と、互いに平行で対向する頂面と底面とからなる台形構造とすることができる。
光学的チャンネル素子21'の光出射表面21d'の表面積が、光学的チャンネル素子21'の光入射表面21c'の表面積より大きいので、入射表面21c'から光学的チャンネル素子21'の内部に入射した光線を光出射表面21d'から広角放射指向性を持つように広げて出射することができる。
従って、この実施例では、面照明導光体30はその受光側面30cの長さにわたって前述の実施例の面照明導光体30より均一な輝度を有する光を受光できる。
図30Bに示すように、光学的コアとして機能する光学的チャンネル素子21" は、第1の表面積を持った光入射表面21"cと、光入射表面21"cと平行な対向する第1の表面積より大きい第2の表面積を持った光出射表面21"dと、第1の側壁21"gと、第1の側壁21"gと互いに平行でない対向する第2の側壁21"hと、互いに平行で対向する頂面と底面とからなる台形構造とすることができる。
光学的クラッドとして機能するインターポーザー 22は、第1の表面積を持った第1の側面22"cと、第1の側面22"cと平行な対向する第1の表面積より小さい第2の表面積を持った第2の側面22"dと、:傾斜角 "ag" を持って傾斜する対向する第1、第2の側壁と、互いに平行で対向する頂面と底面とからなる台形構造とすることができる。
この実施例では、隣接する光学的チャンネル素子21"の光入射表面21"cはインターポーザー 22" によって分離されている。
一方、複数の光学的チャンネル素子21" は光出射表面21"d側では長さ方向にわたって光出射表面21"dから延長した接続部分 "cp" によって互いに接続され、インターポーザー 22" が空気の場合でも連続した線状のファイバー光学的統合アレイを構成している。
光学的チャンネル素子21" の光出射表面21d'の表面積が、光学的チャンネル素子21" の光入射表面21c" の表面積より大きい。
従って入射表面21c" から光学的チャンネル素子21"の内部に入射した光線を光出射表面21d" から広角放射指向性を持つように広げて出射することができる。
(第6の実施形態)
図31A、図31Bは第6実施形態の概略的拡大部分平面図であり、特に光学的チャンネル導光体の変形例を示す。
図31Aにおいて、導光体ユニット101Aは面照明導光体30と光学的チャンネル導光体20Aと線状導光体10とからな.る。
三つの導光体30、20A及び10はこれらの順序で横方向に接続され統合した複合体ユニットを構成している。
光学的チャンネル導光体20Aは複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21A とほぼ透明なフィルム22Aaと空間22Abとを有する複数のインターポーザー (光学的クラッド) 22A とからなる。
光学的クラッド22A即ち透明なポリマー・フィルム22Aaと空間22Abとは、光学的コア21Aの屈折率よりも低い屈折率を持っている。
透明コア・フィルム22Aaは、例えば液状ポリマー、モノマーを透明な光学的コア21Aの側壁に被覆し、硬化させることにより、側壁に形成する。
光学的クラッド22A (透明なフィルム22Aaと空間22Ab) との境界に到達したときに、図31Aで連続線として示す光線L1、L2は臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているのでその境界 (界面) で反射する。一方、図31Aで破線 (点線) として示す光線L3は臨界角 貼ochcr" より低い入射角度を持っているのでその境界を通過する。
線状導光体10内を進行する光線L2、L4がコア21Aの各内部に進行し、透明固体クラッド・フィルム22Aaの境界に到達したときに、図31Aで連続線として示す光線L2は、臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているので、その境界でコア21A内で反対方向に少なくとも一回反射し、コア21Aの光出射側面 (光出射側部) から出射し、面照明導光体 (面照明導光部) 30の受光側面から入射する。
一方、図31Aで破線として示す光線4は、臨界角 貼ochcr" より低い入射角度を持っているので、固体クラッド・フィルム22Aa と空間22Abを通過する。
図31Bは図31Aの前記導光体ユニット101Aの一変形を示し、図31Aの透明固体ポリマー・クラッド・フィルム22Aaの替わりに光学クラッドとして機能する光反射金属フィルム22Baを用いることができる。
導光体ユニット101B は、面照明導光体30と、光学的コア21B と光学的クラッド22Bとからなる光学チャンネル導光体20B と、線状導光体10とからなる。
これら三つの導光体30、21B 及び10は統合した複合体ユニットを形成するようにこれらの順序で横方向に接続されている。
光反射金属フィルム22Baは、例えば銀、アルミニュームなどの光反射性金属を好ましくは真空メッキ法 (真空蒸着法)、無電解メッキ法によって光学的コアの側壁に選択的に形成することができる。
線状導光体10内を進行する光線L1、L3が線状導光体10の前面 (又は前面部分) と空気クラッド22Bb との境界に到達したときに、図31Bで連続線として示す光線L1、L2は臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているのでその境界 (界面) で反射する。一方、図31Bで破線 (点線) として示す光線L3は臨界角 貼ochcr" より低い入射角度を持っているのでその境界を通過し、光線L3は空気クラッド22Bb内に入り光反射金属フイルム22Baによって反対方向に反射される。
導光体内を進行する光線L2、L4がコア21B内に入り、光反射金属フイルム22Ba即ち金属クラッドに到達したときに、図31Bで連続線として示す光線L2と図31Bで破線 (点線) として示す光線L4との両方は、コア21B内で光反射金属フイルム22Baによって少なくとも一回反射され、コア21Bの光出射面又は光出射部から出射して面照明導光体又は面照明導光部30の内部に入射する。
従って任意の入射角を持つ光線、例えばL2、L4の両方が側壁から逃げることなくコア21B内を進行し、その光出射面または光出射部から出射し、面照明導光体30内に入ることができる。
(第7実施の形態、第7実施例)
図32A、図32Bは第7実施例の概略的拡大部分平面図であり、特に光学的チャンネル導光体の他の変形例を示す。
図32Aにおいて、導光体ユニット101Cは面照明導光体30と光学的チャンネル導光体20Cと線状導光体10とからなる。
これらの三つの導光体30、20C及び10はこれらの順序で横方向に接続され統合した複合体ユニットを構成している。
光学的チャンネル導光体20Cは複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21C とほぼ透明なポリマー・フィルム22Caと空間22Cbとを有する複数のインターポーザー (光学的クラッド) 22C とからなる。
この実施例では、ほぼ透明なポリマー・フィルム22Caは複数の光散乱粒子をその中に分散するように混入しても良い。
光散乱粒子は透明なポリマー・フィルム22Caと異なる屈折率を有する透明なガラス又はポリマー製のビーズ、気泡及びアルミニューム、銀、ニッケルなどの光反射金属粒子から選択することができる。
光学的クラッド22C即ち透明なフィルム22Caと空間22Cbとは、光学的コア2CAと線状導光体10の屈折率よりも低い屈折率を持っている。
光散乱粒子を含む透明コア・フィルム22Caは、例えば光散乱粒子を含む液状ポリマー、モノマーを透明な光学的コア21Cの側壁に被覆し、硬化させることにより、側壁に形成する。
線状導光体10内を進行する光線L1、L3が線状導光体10の前面 (又は前面部分) と空気クラッド22Cb との境界に到達したときに、図32Aで連続線として示す光線L1は臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているのでその境界 (界面) で反射する。
一方、図32Aで破線 (点線) として示す光線L3は臨界角 貼ochcr" より低い入射角度を持っているのでその境界を通過し、光線L3は空気クラッド22Cb内に入り光散乱粒子混入クラッド・フィルム22Ca内に入り、散乱されて散乱光線L5となり拡散する。
線状導光体10内を進行する光線L2、L4がコア21Cの内部に入り、光散乱粒子混入、透明コア・フィルム22Caとの境界に到達したときに、光線L2は図32Aで連続線として示す光線L2は臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているので、その境界 (界面) で少なくとも一回反射しコア21Cの内部を進行し、その光出射面又は光出射部から出射し面照明導光体又は面照明導光部30の内部に入射する。
一方、図32Aで破線 (点線) として示す光線L4は臨界角 貼ochcr" より小さい入射角度を持っているので、光線L4は光散乱粒子混入、透明クラッド・フィルム22Ca内に入り、散乱されて散乱光線L6となり拡散する。
図32Bは、図32Aにおける導光体ユニット101Aの一変形において、導光体ユニット101Dは面照明導光体30と光学的チャンネル導光体20Dと線状導光体10とからなる。
これら三つの導光体30、20D及び10はこれらの順序で横方向に接続され統合した複合体ユニットを構成している。
光学的チャンネル導光体20Dは、複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21D と、空間22Dbとほぼ透明な第1、第2のポリマー・フィルム22Da、22Dcとを有する複数のインターポーザー (光学的クラッド) 22Dとからなる。
第1のポリマー・フィルム22Daは光学的コア21Dの側壁上に配置され、第2のポリマー・フィルム22Dcは線状導光体10の前方側面の部分に光学的コア21Dが存在しない箇所の空間22Dbに面して配置される。
光学的クラッド22D即ち第1、第2の透明ポリマー ・クラッド・フィルム22Da、22Dc及び空間22Dbの屈折率は、いずれも光学的コア21Dの屈折率より低い。
第1、第2の透明ポリマー ・クラッド・フィルム22Da、22Dcは、液状ポリマー、モノマーを透明な光学的コア21Dの側壁と線状導光体10の前方側面に被覆し、硬化させることにより形成できる。
線状導光体10内を進行する光線L1、L3が線状導光体10の前面 (又は前面部分) と透明ポリマー ・クラッド・フィルム22Dc との境界に到達したときに、図32Bで連続線として示す光線L1は臨界角 貼ochcr" 以上の入射角度を持っているのでその境界 (界面) で反射する。
一方、図32Bで破線 (点線) として示す光線L3は臨界角 貼ochcr" より低い入射角度を持っているので透明ポリマー ・クラッド・フィルム22Dcを通過し、光線L3は空間22Db内に入る。
(第8の実施形態、第8実施例)
図33A、図33Bは第8実施例の概略的拡大部分平面図であり、光学的チャンネル導光体の他の変形例を示す。
図33Aは図32Bにおける導光体ユニット101Dの変形を示す。
図33Aにおいて、導光体ユニット101Eは面照明導光体30と光学的チャンネル導光体20Eと線状導光体10とからなり、三つの導光体30、20E及び10はこれらの順序で横方向に接続され統合した複合体ユニットを構成している。
光学的チャンネル導光体20Eは、複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21E と、空間22Ebとほぼ透明な第1、第2の光反射フィルム22Ea、22Ecとを有する複数のインターポーザー (光学的クラッド) 22Eとからなる。
第1の光反射金属フィルム22Eaは光学的コア21Eの側壁上に配置され、第2の光反射金属フィルム22Ecは線状導光体10の前方側面の部分に光学的コア21Eが存在しない箇所の空間22Ebに面して配置される。
第1、第2の光反射フィルム22Ea、22Ecは、銀、アルミニュームなどの光反射性金属を好ましくは真空メッキ法 (真空蒸着法)、無電解メッキ法によって、それぞれ光学的コアの側壁と線状導光体10の前方側面に選択的に形成することができる。
線状導光体10内を進行する光線L1、L3が第2の光反射フィルム22Ecに到達したときに、図33Aで連続線として示す入射角度 "ra" で入射する光線L1と図33Aで破線として示す光線L3とは、第2の光反射フィルム22Ecによって線状導光体10内で反対方向に反射する。
線状導光体10内を進行する光線L2、L4がコア21Eの内部に入り、第1の光反射フィルム22Eaに到達したときに、図33Aで連続線として示す入射角 "ra" で入射した光線L2及光線L4は第1の光反射フィルム22Eaにより少なくとも一回反射し、コア21Eの内部を進行し、その光出射面又は光出射部から出射し面照明導光体又は面照明導光部30の内部に入射する。
この実施例では、既に述べたように、全ての光線L1、L3が第2の光反射フィルム22Ecによって線状導光体10内で反射されるとともに、全ての光線L2、L4がコア21Eの内部で第1の光反射フィルム22Eaにより少なくとも一回反射され、面照明導光部30の内部に出射されることに留意すべきである。
図33Bは図32B に示した導光体ユニット101Dと図33Aに示した導光体ユニット101E との組み合わせたものである。図33Bにおいて、導光体ユニット101Fは面照明導光体30と光学的チャンネル導光体20Fと線状導光体10とからなり、三つの導光体30、20F及び10はこれらの順序で横方向に接続され統合した複合体ユニットを構成している。
光学的チャンネル導光体20Fは、複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21F 及び、空間22Fbとほぼ透明な第1、第2のポリマー・フィルム22Fa、22Fcと第1、第2の光反射フィルム22Fd、22Feとを有する複数の光学的クラッド22Fとからなる。第1のポリマー・フィルム22Faは光学的コア21Fの側壁上に配置され、第2のポリマー・フィルム22Fcは線状導光体10の前方側面の部分に光学的コア21Fが存在しない箇所の空間22Fbに面して配置される。第1、第2の光反射金属フィルム22Fd、22Feは、これらの順でそれぞれ第1、第2のポリマー・フィルム22Fa、22Fc上に配置される。
線状導光体10内を進行する光線L1、L3が第2のポリマー・フィルム22Fcに到達したときに、図33Bで連続線として示す臨界角度 "cr" 以上の角度で入射する光線L1は、第2のポリマー・フィルム22Fcによって反射される。一方、図33Bで破線として示す臨界角度 "cr" より小さな角度で入射する光線L3は、第2の光反射フィルム22Feによって反射され、線状導光体10の方向に戻る。
線状導光体10内を進行する光線L2、L4がコア21Eの内部に入り、第1のポリマー・フィルム22Faに到達したときに、図33Bで連続線として示す臨界角度 "cr" 以上の角度で入射する入射角 "ra" で入射した光線L2は第1のポリマー・フィルム22Faにより少なくとも一回反射し、コア21Fの内部を進行し、その光出射面又は光出射部から出射し面照明導光体又は面照明導光部30の内部に入射する。
一方、図33Bで破線として示す臨界角度 "cr" より小さな角度で入射する光線L4は、第1のポリマー・フィルム22Faを通過し、その後第1の光反射フィルム22Feによって反射され、コア21Fの内部に戻り、その光出射面又は光出射部から出射し面照明導光体又は面照明導光部30の内部に入射する。
図31B、図33A及び33Bに戻り、金属フィルム22Ba (図31B)、 22Ea と 22Ec (図33A)、22Fd と 22Fe (図33B)の代わりに、光線を反射及び透過する所望の反射率と透過率を有するハーフミラー薄膜 (部分的透過鏡、半透過鏡)を用いても良い。
そしてこのハーフミラー薄膜はAl、Ag、Cr、Auなどを真空蒸着法により所定箇所に形成でき、その厚みは約0.001ミクロンから約1ミクロンである。
(第9の実施形態、第9実施例)
図34はこの発明の第9実施例の概略的分解平面図である。
面光源、面照明装置は、線状導光体10Aとチャンネル導光体29 と面照明導光体30とを有する導光体ユニット122と、点光源用の複数のLED 200-1, ・・・, 200nとからなる。
線状導光体10Aは、それらの長さ方向に直列に接続された複数の導光部分10-1、・・・、10-n ( "n" は自然数 ) を有するほぼ透明な板状線状部材と、"V" 字型の対向する傾斜反射側面を有する反射鏡として機能するほぼ三角形の開口40-1、・・・ 、40n ( "n" は自然数 ) とからなり、三角形の開口40-1、・・・ 、40nはそれぞれ導光部分10-1、・・・、10-nのそれぞれの中央に配置されている。
チャンネル導光体29はそれらの長さ方向に直列に接続された複数のチャンネル導光部分20-1、・・・、20-n ( "n" は自然数 ) からなり、チャンネル導光部分20-1、・・・、20-nはそれぞれ比較的に高い屈折率のほぼ透明な固体クラッドからなる複数のチャンネル導光素子21とチャンネル導光素子21より低い屈折率を持つ複数の空気クラッド22とからなり、チャンネル導光素子21と空気クラッド22とは交互に配列されて線状アレイを形成する。
複数のLED 200-1, ・・・, 200-n (n: 自然数) のそれぞれは反射鏡40-1、・・・ 、40nのそれぞれの対向傾斜側面と対面するように線状導光体13と接触して、隣接して又は埋設して配置される。
図34に示すように、反射鏡40-1、・・・ 、40nを有する複数の導光部分10-1、・・・ 、10-nのそれぞれは、例えば図1、図2に示す線状導光体10と同じ構造、構成にすることができる。
面照明導光体30は、図1に示す面照明導光体30と同様に均一な厚みを有しても良く、又は図24に示す面照明導光体32と同様に可変する厚みを有しても良い。
この実施例の面光源装置 (122 及び 200-1、・・・、200-n) は、第1実施例の面光源装置(100 及び 200) と比較して高輝度で大面積の面照明を提供できる。
(第10の実施形態、第10実施例)
本発明の第10実施例を図35ないし図38を参照して説明する。
図35は本発明の第10の実施例の面光源、面照明装置の概略的な分解平面図であり、第1の実施例における例えば図1に示す反射手段 (リフレクター) 40の変形例を示す。
図36ないし図38は前記面光源、面照明装置の三種類のタイプを示す概略的な平面図である。
図35において、面光源装置は導光体ユニット123とLED 200とからなる。
導光体ユニット123は、線状導光部材13 と、複数のコア・チャンネル素子21と複数の空気クラッド22とを有する光学的チャンネル導光部材26と、面照明導光部材 30とからなる。
線状導光部材13は、対向する主表面と、対向する裏側面13c、前側面13dと、対向する端面13e、13fとからなる。
前側面13dはその中心近辺に配置された対向反射側面44a 、44bを持ち、対向反射側面44a 、44bは、図35において破線の円で囲んで示すように、ほぼ "V" 字型を構成する反射鏡又は反射部として機能する
裏側面13cはその中心近辺に受光側面部を有し、LED 200が線状導光部材13を経由して反射鏡44の対向反射側面44a 、44bと対面するように前記受光側面部と接触、近接して配置されている。
そしてLED 200の光軸を対向反射側面44a 、44bの交差点と一致させている。
チャンネル導光体20は、複数の光チャンネル素子 (固体コア) 21 (21-1、21-2、・・・、21n及び 21-1'、 21-2'、・・・、21-n') ( "n" 、"n'" : 自然数)と複数の 空気インターポーザー (空気クラッド) 22 (22-c、22-1、22-2、・・・、22-n、及び22-1'、22-2'、・・・、22-n'、22-c) ( "n" 、"n'" : 自然数)とから構成される。
光チャンネル素子 (固体コア) 21はそれぞれほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射側面の面積を有することができ、また空気インターポーザー (空気クラッド) 22は可変する幅を有することができる。
光チャンネル素子21と空気インターポーザー 22とはファイバー光学的線状チャンネル・アレイを構成するように交互に互いに並行して配列される。
図35に示すように光チャンネル素子21の分布密度がチャンネル導光体20の中心からその両端20e 、20fに向かって増加するグラデーション・パターンを形成するように、光チャンネル素子21はその間のピッチが階段的に又は連続的に変化して分布する。
従って、LED 200から出射した光線は、線状導光部材又は線状導光部分13に入り、線状導光部材又は線状導光部分13内をほぼ対向して横方向に進行し、チャンネル導光体20に入る。
それからその光線はチャンネル導光体20からその長さにわたってほぼ均一な輝度で出射することができる。
それによって、面照明導光部材又は面照明導光部分30における面照明表面30aのほぼ全面積30にわたってほぼ均一な輝度の面照明を得ることができる。
図36に示すように、第1のタイプの導光体ユニット123Aは、面照明導光体30と、反射手段44を有する線状導光体13とチャンネル導光体20とを接続又は一体化して統合した複合導光体 13/20 とからなる。
複合導光体13/20は、そのチャンネル導光体部分20の光出射側面20dが面照明導光体30の受光側面30cと接触して配置するのが望ましい。
図37に示すように、第2のタイプの導光体ユニット123Bは、反射手段44を有する線状導光体13と、面照明導光体30とチャンネル導光体20とを接続又は一体化して統合した複合導光体 20/30とからなる。
複合導光体20/30は、そのチャンネル導光体部分20の光入射側面20cが線状導光体13の前方側面13dと接触して配置するのが望ましい。
図38に示すように、第3のタイプの導光体ユニット123Cは、反射手段を有する線状導光体13とチャンネル導光体20と面照明導光体30との全てが接続又は一体化して統合した複合導光体 13/20/30からなる。
(第11実施形態、第11実施例)
本発明の第11実施例を図39ないし図42を参照して説明する。
図39は本発明の第11の実施例の面光源、面照明装置の概略的な分解平面図である。
図40ないし図42は前記面光源、面照明装置の三種類の形態を示す概略的な平面図である。
図39において、この実施例の面光源装置はほぼ透明な導光体ユニット124とLED 200とからなる。
導光体ユニット124は、線状導光部材13 と、複数の光学的チャンネル素子、即ち固体コア21と複数の空気クラッド、即ち空気クラッド22とを有する光学的チャンネル導光部材27と、面照明導光部材 30とからなる。
線状導光部材13は、少なくとも対向する主表面と、対向する裏側面13c、前側面13dと、対向する端面13e、13fとからなる。
前方側面13dはその中心近辺に配置された対向反射側面44a 、44bを含み、対向反射側面44a 、44bは、図39において破線の円で囲んで示すように、ほぼ "V" 字型を構成する反射手段又は反射部として機能する。
後方側面13cはその中心近辺に受光側面部を有し、LED 200が線状導光部材13を経由して反射鏡44の対向反射側面44a 、44bと対面するように前記受光側面部と接触、近接して配置されている。
そしてLED 200の光軸を対向反射側面44a 、44bの交差点と一致させている。
チャンネル導光体20は、複数の光チャンネル素子 (固体コア) 27 (27-1、27-2、・・・、27n及び 27-1'、 27-2'、・・・、27-n') ( "n" 、"n'" : 自然数)と複数の 空気インターポーザー (空気クラッド) 28 (28-c、28-1、28-2、・・・、28-n、及び28-1'、28-2'、・・・、28-n'、28-c) ( "n" 、"n'" : 自然数)とから構成される。
光チャンネル素子 (固体コア) 27はそれぞれ可変する幅を有することができる。
また空気インターポーザー (空気クラッド) 28は中央インターポーザー28-cを除いてほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射側面の面積を有することができる。
光チャンネル素子27と空気インターポーザー 28とはファイバー光学的線状チャンネル・アレイを構成するように交互に互いに並行して配列される。
光チャンネル素子27の幅がチャンネル導光体26の中心からその両端面26e 、26fに向かう距離に応じて増加するようなグラデーション・パターンを形成するように、光チャンネル素子27はチャンネル導光体26の長さにわたって階段的に又は連続的に変化して分布する。
一方、空気インターポーザー 28の幅は、中央インターポーザー 28-cを除いてほぼ等しい。
従って、LED 200から出射した光線は、線状導光部材又は線状導光部分13に入り、線状導光部材又は線状導光部分13内をほぼ対向して横方向に進行し、チャンネル導光体26に入る。それからその光線はチャンネル導光体26からその長さにわたってほぼ均一な輝度で出射することができる。
それによって、面照明導光部材又は面照明導光部分30における面照明表面30aのほぼ全面積30にわたってほぼ均一な輝度の面照明を得ることができる。
図40に示すように、第1のタイプの導光体ユニット124Aは、反射手段44を有する線状導光体13とチャンネル導光体26とを接続又は一体化して統合した複合導光体 13/26 と面照明導光体30とからなる。
複合導光体13/26は、そのチャンネル導光体部分26の光出射側面26dが面照明導光体30の受光側面30cと接触して配置するのが望ましい。
図41に示すように、第2のタイプの導光体ユニッ124Bは、面照明導光体30とチャンネル導光体26とを接続又は一体化して統合した複合導光体 26/30と反射手段44を有する線状導光体13とからなる。
複合導光体20/30は、そのチャンネル導光体部分26の光入射側面26cが線状導光体13の前方側面13dと接触して配置するのが望ましい。
図42に示すように、第3のタイプの導光体ユニット124Cは、反射手段を有する線状導光体13とチャンネル導光体26と面照明導光体30との全てが接続又は一体化して統合した複合導光体 3/26/30からなる。
図43ないし図48 は概略的部分拡大平面図であり、例えば図1、図5における反射手段 40、図35ないし図38における反射手段 (リフレクター) 44 の各種変形例を示す。
図43において、面光源装置は、導光体ユニット100とLED 200とからなる。導光体ユニット100は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、ほぼ三角形の反射手段40を有する線状導光体10とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。
ほぼ三角形の反射手段40 は、"V" 字型形状の対向する側面40a、40bと対向側面40a、40b上に線状導光体10の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明なフィルム (又は透明層) 41とを備えている。
光散乱フィルム又は光散乱層を透明なフィルム又は層41の替わり用いても良く、光散乱フィルム又は光散乱層は透明なフィルム又は層41の内部に複数の光散乱粒子を分散させて構成できる。
LED 200からの光線が光散乱フィルム又は光散乱層に到達したときに、全反射の臨界角より狭い角度で対向側面40a、40bに入射した光線は、光散乱フィルム又は光散乱層の中に進み前記散乱粒子により広い拡散角で上方、即ち中央のインターポーザー22-c方向へ進行する。
一方、全反射の臨界角以上の角度で対向側面40a、40bに入射した光線は、光散乱フィルム又は光散乱層により反射され、線状導光体10内を横方向に進行する。
光反射フィルム、反射鏡フィルム又はハーフミラー・フイルムを、透明なフィルム又は層41の替わり用いても良く、前記光反射フイルム、反射鏡フイルム又はハーフミラー (部分的透過鏡、半透過鏡) フイルムは銀、アルミニューム、ニッケルなどの反射性金属を無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより対向側面40a、40b上にのみに選択的に形成した光反射金属薄膜から構成できる。
光反射、反射鏡又はハーフミラー フイルムは、そこに入射する光線を制御し、そのフィルムの反射率及び、又は透過率に対応して、光線がそのフィルムにおいて反射され線状導光体内でほぼ横方向に進行し、及び、又は光線がそのフィルムを透過し上方向、即ち中央の空気インターポーザー 22-c方向へ進行する。
図44において、面光源装置は、導光体ユニット123とLED 200とからなる。導光体ユニット123は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、ほぼ "V" 字型の反射手段44を有する線状導光体13とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。
ほぼ"V" 字型の反射手段44 は、"V" 字型形状の対向する側面44a、44bと対向側面44a、44b上に線状導光体13の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明なフィルム (又は透明層) 45とを備えている。
光散乱フィルム又は光散乱層を透明なフィルム又は層45の替わり用いても良く、光散乱フィルム又は光散乱層は透明なフィルム又は層45の内部に複数の光散乱粒子を分散させて構成できる。
LED 200からの光線が光散乱フィルム又は光散乱層に到達したときに、全反射の臨界角より狭い角度で対向側面44a、44bに入射した光線は、光散乱フィルム又は光散乱層の中に進み前記散乱粒子により広い拡散角で上方、即ち中央のインターポーザー22-c方向へ進行する。一方、全反射の臨界角以上の角度で対向側面44a、44bに入射した光線は、光散乱フィルム又は光散乱層により反射され、線状導光体13内を横方向に進行する。
光反射フィルム、反射鏡フィルム又はハーフミラー (部分的透過鏡、半透過鏡) フイルムを、透明なフィルム又は層45の替わり用いても良く、前記光反射、反射鏡又はハーフミラー・フイルム45は銀、アルミニューム、ニッケルなどの反射性金属を無電解メッキ法、真空蒸着法、スパッタリング法などにより反射側面44a、44b上にのみに選択的に形成した光反射金属薄膜から構成できる。
光反射、反射鏡又はハーフミラー・フイルムは、そこに入射する光線を制御し、そのフィルムの反射率及び、又は透過率に対応して、光線がそのフィルムにおいて反射され線状導光体13内でほぼ横方向に進行し、及び、又は光線がそのフィルムを透過し上方向、即ち中央の空気インターポーザー 22-c方向へ進行する。
図45において、面光源装置は、導光体ユニット100とLED 200とからなる。導光体ユニット100は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、ほぼ三角形の反射手段42を有する線状導光体10とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。この反射手段42は図43における反射手段40の一変形である。
ほぼ三角形のの反射手段42 は、ほぼ放物線状又は曲線状の形状の対向する側面42a、42bと対向側面42a、42b上に形成したオプションの光調節フィルム43とからなる。
光調節フィルム43は、線状導光体10の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明なポリマー・フィルム、前記透明なポリマー・フィルム内に光散乱粒子を分散した光散乱フィルム及び所定の反射率と透過率とを有する光反射性、ミラー、ハーフミラーのフィルムから選択できる。
図46において、面光源装置は、導光体ユニット123とLED 200とからなる。導光体ユニット123は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、図44における反射手段44の一変形であるほぼ "V" 字型の反射手段46を有する線状導光体13とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。
ほぼ三角形のの反射手段46 は、ほぼ放物線状又は曲線状の形状の対向する側面46a、46bと対向側面46a、46b上に形成したオプションの光調節フィルム47である。
オプションの光調節フィルム47は、線状導光体13の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明なポリマー・フィルム、前記透明なポリマー・フィルム内に光散乱粒子を分散した光散乱フィルム及び所定の反射率と透過率とを有する光反射性、ミラー、ハーフミラー (部分的透過鏡、半透過鏡) のフィルムから選択できる。
図47において、面光源装置は、導光体ユニット100とLED 200とからなる。導光体ユニット100は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、ほぼ "V" 字型の反射手段48を有する線状導光体10とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。
図48において、面光源装置は、導光体ユニット123とLED 200とからなる。導光体ユニット123は、面照明導光体30と、固体コア21と空気クラッド22、22-cとを有する光学チャンネル導光体20と、ほぼ "V" 字型の反射手段48' を有する線状導光体13とをこれらの順序で横方向に接続して一体化したものである。
図47、.図48において、反射手段48、48' は "V" 字型形状の対向側面(48a and 48b)、(48'a and 48'b) とオプションの光調節フィルム49、49'とからなり、光調節フィルム49、49' は対向側面 (48a and 48b)、(48'a and 48'b) 上に全面的又は部分的に形成される。
オプションの光調節フィルム49 or 49' は、線状導光体10 or 13の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明なポリマー・フィルム、前記透明なポリマー・フィルム内に光散乱粒子を分散した光散乱フィルム及び所定の反射率と透過率とを有する光反射性、ミラー、ハーフミラーのフィルムから選択できる。
ほぼ "V" 字型の側面 (48a 、48b) 、(48'a、 48'b) は複数の傾斜面と隣接した前記傾斜面と接続した複数のほぼ水平面とからなり、全体として階段状の構造を形成する。
LED 200から出射した光線が "V" 字型の側面 (48a 、48b) 、(48'a、 48'b) に到達したときに、前記傾斜面に入射した光線の大部分は線状導光体10、13内でほぼ横方向に反射する。一方、前記水平面に入射した光線の大部分は、そこを通過し中央の空気クラッド22-cの方向に進行するか又は光調節フィルム49、49'に入射する。
(第12実施形態)
本発明の第12実施形態 を図49、図50A及び図50Bを参照して説明する。
図49は本発明の第12実施形態の面光源、面照明装置の概略的な分解斜視図である。
図50Aは線状導光体14の概略的な拡大平面図である。図50Bは図49のD-D線に沿って切断した線状導光体14の概略的な拡大断面図である。
図49に示すように、この実施例の面光源装置は、面照明導光体30とチャンネル導光体23と線状導光体12とを有する導光体ユニット131とLED 200とからなる。
導光体ユニット131は、第1実施例における図1ないし図15に示す導光体ユニット100と比べて、線状導光体14のみが異なり、面照明導光体30とチャンネル導光体20とLED 200は第1実施例と同じものである。
光学的チャンネル導光体20は、既に詳記したように、複数の光学的チャンネル導光素子 (光学的コア) 21 とそれらの間に横方向に配置された複数のインターポーザー (光学的クラッド) 22 とからなる。
図49、図50A及び図50Bに示すように、線状導光体14は線状に延長した対向する主表面14a 、14bと線状に延長した対向する側面14c、14dと対向する両端面14e、14fとからなる。
主表面、即ち頂面14aは更にほぼ水平な二つの表面とその間に主表面14aの中央近辺に配置され対向傾斜面41 (41a、41b) とからなり、対向傾斜面41 (41a 、41b) は断面がほぼ "V" 字型構造を有する反射手段 (リフレクター) として機能する。
好ましくは光反射フィルム即ち光反射層41A (41Aa、41Ab、41Ac、41Ad) を、傾斜対向面41 (41a、41b)と傾斜対向面41 (41a 、41b)から延長した表面の部分に配置しても良い。
光反射フィルム即ち光反射層41Aは、真空蒸着による銀、アルミニュームなどの光反射性金属からなることができる。
線状導光体14は、LED 200の少なくとも光出射部を収容するために、主表面14b即ち底面の中央に溝部14g (即ち空洞、収容スペース) を設けても良い。
LED 200は光学接着剤用エポキシ樹脂などのほぼ透明なポリマー接着剤62によって溝部14gに接着することができる。透明ポリマー接着剤62の屈折率は線状導光体14の屈折率と同じか、近似しているのが望ましい。
(第13実施形態)
本発明の第13実施形態を図51及び図52を参照して説明する。
図51は概略的分解斜視図であり、図52は概略的平面図である。
図51、図52に示すように、この実施例の面光源装置は、面照明導光体30とチャンネル導光体60と線状導光体15とを有する導光体ユニット132とLED 200とからなる。
線状導光部材15は、線状に延長した対向する主表面15a 、15bと線状に延長した対向する側面15c、15dと対向する両端面15e、15fとを有するほぼ透明な線状導光体からなる。
この実施例では、線状導光体15は、既に記載した複数の実施例におけるほぼ三角形の反射手段 (リフレクター) 40、42、44、48、48' 又は60を備えていない。
LED 200は一方の端面15fと隣接または接触するように端面15fと関連して配置される。
反射フィルム、反射シート、反射板などの反射手段64が端面15fと対向する他方の端面15eと隣接又は接触して配置される。
チャンネル導光部材60は、複数の光学チャンネル素子、即ち固体コア21と複数の空気インターポーザー、即ち空気クラッド22とからなり、複数の光学チャンネル素子 21と複数の空気インターポーザー 22とが、ファイバー光学的線状アレイを構成するように、交互にほぼ横方向に並列に整列している。
図52に示すように、複数の光学チャンネル素子21はほぼ等しい幅 "w1" を有し、一方複数の空気インターポーザー22は可変する幅 "w2" を有する。
空気インターポーザー22は、その可変する 幅"w2" がLED 200が位置する端面15f から反射手段63が位置する端面10eに向かって段階的又は連続的に減少するグラデーション・パターンを形成するように分布する
光学的チャンネル素子２１は、隣接する光学的チャンネル素子２１間のピッチ (間隔) "p" が端面15eから端面15fへ向かう距離に従って減少するように、分布している。ここでピッチ (間隔) "p"は隣接する光学的チャンネル素子２１の幅 "w1" の中点間の距離を意味する。
(第14の実施形態)
本発明の第14の実施形態を図53の概略的平面図を参照して説明する。
図53に示すように、この実施例の面光源装置は、導光体ユニット133とLED 200とからなり、導光体ユニット133は面照明導光体30とチャンネル導光体61と線状導光体15とからなる。
図53に示す第14の実施例の導光体ユニット133は、図51、図52に示す第13の実施例の導光体ユニット132と比べて、チャンネル導光体61が異なり、面照明導光体30と線状導光体15は第13の実施例と同じである。
線状導光部材15は、線状に延長した対向する主表面15a 、15bと線状に延長した対向する側面15c、15dと対向する両端面15e、15fとを有するほぼ透明な線状導光体からなる。
LED 200は一方の端面15fと隣接または接触するように端面15fと関連して配置される。
反射フィルム、反射シート、反射板などの反射手段64が端面15fと対向する他方の端面15eと隣接又は接触して配置される。
チャンネル導光部材61は、複数の光学チャンネル素子、即ち固体コア62と複数の空気インターポーザー、即ち空気クラッド63とからなり、複数の光学チャンネル素子 62と複数の空気インターポーザー 63とが、ファイバー光学的線状アレイを構成するように、交互にほぼ横方向に並列に整列している。
図53に示すように、複数の光学チャンネル素子62は可変する幅 "w1" を有し複数の空気インターポーザー 63もまた可変する幅 "w2" を有するようにファイバー光学的線状アレイに沿って分布する。
複数の光学チャンネル素子62と複数の空気インターポーザー 63とは、光学チャンネル素子62の可変する 幅 "w1" がLED 200近辺の端面15f から反射手段63近辺の対向する対向する端面10eに向かう距離に比例して段階的又は連続的に増加し、空気インターポーザー 63の可変する 幅 "w2" が端面15f から対向する端面10eに向かう距離に比例して段階的又は連続的に減少するグラデーション・パターン ( 漸次的に変化する変化模様 ) を形成するように、ファイバー光学的線状アレイにおいて幅 "w1" と幅 "w2" の寸法が逆に変化して分布する
LED 200 から出射した光線は端面15f を経由して線状導光部材又は部分15に入射し、その光線は対向側面15c、15dの間と対向主表面の間を繰り返し反射して端面15fと対向する端面15dの方向に向かって線状導光部材又は部分15の長さに沿ってほぼ横方向に進む。
第一の光線がチャンネル導光部材62は、光学チャンネル素子、即ち固体コア62の前方側面部に到達したときに、その光線はチャンネル導光部材62内に入り、チャンネル導光部材62を通過し、受光側面また受光側面部30cを経由して面照明導光部材又は面照明導光部30内を伝達する。
第二の光線の一部分が臨界角以上の角度の入射角で空気インターポーザー63の後方側面部63cに到達したときに、その光線は後方側面部63cで反射し、線状導光体15内に戻る。一方、第二の光線の残余の部分が臨界角より小さな角度の入射角で空気インターポーザー63の後方側面部63cに到達したときに、その光線は空気インターポーザー63内に入り、そこを通過する。
この実施例の線状導光体15は、対向する後方側面15cと前方側面15dとの間の距離又は幅は線状導光体15の長さにわたってほぼ等しいが、図53で実線によって示したこの線状導光体15を図53で破線によって示した線状テーパー導光体16に置換えても良い。
線状テーパー導光体16は傾斜した後方側面16cとこれと対向する水平な前方側面16dとを備え、両側面16c、16d間の距離又は幅はLED 200近辺の端面15fから反射手段64近辺の端面15eへ向かって徐々に減少している。
(第15実施形態)
本発明の第15の実施例を図54の概略的平面図を参照して説明する。
図54に示すように、この実施例の面照明装置即ち面光源装置は、導光体ユニット134と二つのLEDs 200a、200bとからなり、導光体ユニット134は面照明導光体30とチャンネル導光体65と線状導光体15とからなる。
線状導光部材15は、線状に延長した対向する主表面15a 、15bと線状に延長した対向する側面15c、15dと対向する両端面15e、15fとを有するほぼ透明な線状導光体からなる。
第一のLED 200aは第一の端面15eと隣接または接触するように配置され、第二のLED 200bは第二の端面15fと隣接または接触するように配置される。
第1のLED 200aは第1の端面15eと隣接または接触するように配置され、第2のLED 200bは第2の端面15fと隣接または接触するように配置される。
チャンネル導光部材61は、複数の光学チャンネル素子、即ち固体コア62と複数の空気インターポーザー、即ち空気クラッド63とからなり、複数の光学チャンネル素子 62と複数の空気インターポーザー 63とが、ファイバー光学的線状アレイを構成するように、交互にほぼ横方向に並列に整列している。
図54に示すように、複数の光学チャンネル素子66は可変する幅 "w1" を有し複数の空気インターポーザー 67もまた可変する幅 "w2" を有するようにファイバー光学的線状アレイに沿って分布する。
複数の光学チャンネル素子66と複数の空気インターポーザー 67とは、光学チャンネル素子66の可変する 幅 "w1" が両端15e、15fから線状導光体15の中心 "c" に向かうのに比例して段階的又は連続的に増加し、空気インターポーザー 67の可変する 幅 "w2" が両端15e、15fから線状導光体15の中心 "c" に向かうのに比例して段階的又は連続的に減少するグラデーション・パターンを形成するように、ファイバー光学的線状アレイ65において幅 "w1" と幅 "w2" の寸法が逆に変化して分布する
この実施形態の線状導光体15は、対向する後方側面15cと前方側面15dとの間の距離又は幅は線状導光体15の長さにわたってほぼ等しいが、図54で実線によって示したこの線状導光体15を図54で破線によって示した二重テーパー線状導光体17に置換えても良い。
二重テーパー線状導光体17は対向する傾斜した後方側面17cとこれと対向する水平な前方側面15dとを有し、両側面17c、17d間の距離又は幅は両側面17c、17dから中央 "c"へ向かって徐々に減少している。
(第16実施形態)
本発明の第16の実施形態を図55の概略的平面図を参照して説明する。
図55に示すように、この実施例の面照明装置即ち面光源装置は、導光体ユニット135と一つのLED 200とからなり、導光体ユニット135は面照明導光体30とチャンネル導光体68と線状導光体15とからなる。
線状テーパー導光体15' は傾斜した後方側面15'cとこれと対向する水平な前方側面15'dとを備え、傾斜した第1の側面 15'cと、第1の側面15'c と対向するほぼ水平な第2の15'd側面間の距離又は幅はLED 200を隣接または接触するように配置した一端面15'fから一端面15'fと対向する他端面15'eへ向かって徐々に減少しているほぼ透明な線状導光体からなる。
チャンネル導光部材68は、複数の光学チャンネル素子、即ち固体コア68-1と複数の空気インターポーザー、即ち空気クラッド68-2とからなり、複数の光学チャンネル素子68-1と複数の空気インターポーザー 68-2とが、ファイバー光学的線状アレイを構成するように、交互にほぼ横方向に並列に整列している。
図55に示すように、複数の光学チャンネル素子68-1はほぼ一定な第1の幅 "w1" を有し複数の空気インターポーザー 68-2もまたほぼ一定な第2の幅 "w2" を有するようにファイバー光学的線状アレイに沿って分布する。
LED 200から出射し一端面15'fから線状テーパー導光体15'に入射した光線は他端面15'eへ向かって進行し、その途中でその光線は傾斜した第1の側面 15'cで徐々に反射して固体コア68-1又は空気クラッド68-2方向に進む。
固体コア68-1は線状テーパー導光体15'と同一な屈折率を持つ素材なので、固体コア68-1へ進んだ光線は固体コア68-1を通過して面照明導光体30の内部に入射する。
空気クラッド68-2は線状テーパー導光体15'よりも低い屈折率を持つので、空気クラッド68-2へ進んだ光線は一部は前方側面15'dで全反射して線状テーパー導光体15'に戻り、他端面15'e又は後方側面15'cへ向かって進行する。
空気クラッド68-2へ進んだ光線の他の一部は前方側面15'dで屈折して空気クラッド68-2を経由して面照明導光体30の内部に入射する。
従ってLED 200から出射し一端面15'fから線状テーパー導光体15'に入射した光線は、固体コア68-1の箇所では通過し、空気クラッド68-2の箇所では部分的に元に戻るので、面照明導光体30のほぼ水平な入射側面の全ての長さに沿ってほぼ均一な光線を入射させることができ、結局、面照明導光体30の光出射表面のほぼ全領域からほぼ均一な光線を出射させることが可能となる。
(第17実施形態)
本発明の第17の実施形態を図56の概略的平面図を参照して説明する。
図56に示すように、この実施例の面照明装置即ち面光源装置は、導光体ユニット136と一つのLED 200とからなり、導光体ユニット136は面照明導光体30とチャンネル導光体69と線状導光体15'とからなる。
線状テーパー導光体15' は傾斜した後方側面15'cとこれと対向する水平な前方側面15'dとを備え、傾斜した第1の側面 15'cと、第1の側面15'c と対向するほぼ水平な第2の15'd側面間の距離又は幅はLED 200を隣接または接触するように配置した一端面15'fから一端面15'fと対向する他端面15'eへ向かって徐々に減少しているほぼ透明な線状導光体からなる。
チャンネル導光部材68は、複数の光学チャンネル素子、即ち固体コア69-1と固体コア69-1よりも屈折率の低い複数の固体クラッド69-2とからなり、複数の光学チャンネル素子69-1と複数の空気インターポーザー 69-2とが、ファイバー光学的線状アレイを構成するように、交互にほぼ横方向に並列に整列している。図56に示すように、複数の光学チャンネル素子69-1はほぼ一定な第1の幅 "w1" を有し複数の固体クラッド69-2もまたほぼ一定な第2の幅 "w2" を有するようにファイバー光学的線状アレイに沿って分布する。
LED 200から出射し一端面15'fから線状テーパー導光体15'に入射した光線は他端面15'eへ向かって進行し、その途中でその光線は傾斜した第1の側面 15'cで徐々に反射して固体コア69-1又は固体クラッド69-2方向に進む。
固体コア69-1は線状テーパー導光体15'と同一な屈折率を持つ素材なので、固体コア69-1へ進んだ光線は固体コア69-1を通過して面照明導光体30の内部に入射する。
固体クラッド69-2は線状テーパー導光体15'よりも低い屈折率を持つ素材なので、固体クラッド69-2へ進んだ光線は一部は前方側面15'dで全反射して線状テーパー導光体15'に戻り、他端面15'e又は後方側面15'cへ向かって進行する。
固体クラッド69-2へ進んだ光線の他の一部は前方側面15'dで屈折して固体クラッド69-2を経由して面照明導光体30の内部に入射する。
従ってLED 200から出射し一端面15'fから線状テーパー導光体15'に入射した光線は、固体コア69-1の箇所では通過し、固体クラッド69-2の箇所では部分的に元に戻るので、面照明導光体30のほぼ水平な入射側面の全ての長さに沿ってほぼ均一な光線を入射させることができ、結局、面照明導光体30の光出射表面のほぼ全領域からほぼ均一な光線を出射させることが可能となる。
(第18実施形態)
本発明の第18実施形態を図57乃至図59を参照して説明する。
この第18実施形態は本発明の第1実施形態の一変形である。図57は第18実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図58は第18実施形態の面光源の概略的分解平面図である。図59は第18実施形態の面光源の概略的平面図である。
図57乃至図59に示すように、この実施例の面照明装置即ち面光源装置は、導光体ユニット137と少なくとも一つのLED 200とからなる。
導光体ユニット137は、実質的に透明な平板状の部材からなる面照明導光部材 (面照明ライトガイド) 30と、実質的に透明な板状体又は棒状体からなる線状導光部材 (線状に延長した導光部材) 69 と、それらの間に配置された光学的チャンネル導光部材 (チャンネル・ライトガイド、光路導光体) 20とからなる。
光学的チャンネル導光部材20は、面照明導光部材30と、線状導光部材69との間に横方向に挟まれている。
光学的チャンネル導光部材20と面照明導光部材30とは、第1実施形態で詳細に記述した光学的チャンネル導光部材20と面照明導光部材30と同じものなのでここでは詳しい説明は省略する。
第1実施形態と同様に、チャンネル・ライトガイド又は光学的チャンネル導光体20は、ファイバ光学の光コアとして機能する複数の光チャンネル素子21とファイバ光学の光クラッドとして機能する複数の空間 (又は介在部: インターポーザー) 22とから構成される。
複数の光チャンネル素子21 (コア手段) と複数の空間22 (クラッド手段) とは、交互に配置され、線状の光学的チャンネル・アレイ (光学的チャンネル整列体) を構成するように配列される。
複数の光チャンネル素子21 は隣接する二つの空間22の介在部によって分離され光学的に独立している。
第1実施形態と同様に、ほぼ同じ幅を有する複数の光チャンネル素子21は光学的チャンネル導光体20のほぼ中心 "c" から光学的チャンネル導光体20の両方の端末20e、20fに向う距離に比例してその数量が可変して分布して配置されている。
第1実施形態と同様に、線状導光部材69は対向する一対の主表面と、対向する側面69c、69dと、対向する端面69e、69fと、後方側面69cに位置する少なくとも一つの受光部69gと、ほぼ"V"字型の対向する反射面を有するリフレクター40とからなる。
第1実施形態と異なり、後方側面69は更に第1、第2の傾斜面69c、69c'からなり、線状導光部材69の中心 "c" から対向する端面69e、69fに向かってほぼ連続的に傾斜している。
それにより第1、第2の傾斜面69c、69c'は全体としてほぼ "V" 字型を形成している。
少なくとも一つのLED 200が、後方側面のほぼ中央、第1、第2の傾斜面69c、69c'のほぼ交点に位置する受光部69gと関連して、リフレクター40と対面するように配置される。
図59に示すように、導光体ユニット137は面照明導光部材30と光学的チャンネル導光部材20と線状導光部材69とが、これらの順序で接続して完全に一体化した統合化複合ユニットからなる。
その代わりに、導光体ユニット137は面照明導光部材30と光学的チャンネル導光部材20と線状導光部材69との任意の二つを接続した他の複合ユニットとしても良い。
(第19実施形態)
図60乃至図64を参照して本発明の第19実施形態を記述する。
第19実施形態の導光体ユニットは、共に"L" 字型を有する非線形導光部材とチャンネル導光部材とを含む。
図60は第19実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図61は第19実施形態の面光源の概略的分解平面図である。図62は第1のタイプの面光源の概略的平面図である。図63は第2のタイプの面光源の概略的平面図である。図64は第3のタイプの面光源の概略的平面図である。
図60、図61に示すように、面光源は導光体ユニット138とLED 200とからなる。
導光体ユニット138はほぼ透明材料を有する光伝送部材からなる。
導光体ユニット138は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材70とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材80とからなる。
非線形導光部材70は全体としてほぼ90度の角度を有するほぼ"L" 字型の構造を有する。
非線形導光部材70は、更に第1の線状導光部材71と第1の線状導光部材71の一端と接続した第2の線状導光部材72と第1、第2の線状導光部材71、 72の接続部の近辺の受光面73とほぼ "V" 字型形状の対向する光反射面40a 、40bからなるリフレクター40とからなる。
第1の線状導光部材71は、更に対向する主表面71a 、71bと対向する側面71 c 、71dと端面71eとを備える。
第1の線状導光部材71と同様に、第2の線状導光部材72は更に対向する主表面72a 、72bと対向する側面72 c 、72dと端面72eとを備える。
"V" 字型の対向するリフレクター40の反射面40a、40bは前方側面71d、72dの交点近辺に位置する。
受光側面73は、後方側面71 c、72cの交点近辺に位置し、LED 200が対向するリフレクター40の反射面40a、40bと対面するように受光側面73と接触又は隣接して配置される。
光学的チャンネル導光部材80は、光分配導光体である非線形導光部材70と同様に全体として "L" 字型構造を備える。
光学的チャンネル導光部材80は、光学的コアとして機能する第1、第2の光チャンネル素子81、81'からなる複数の光学的チャンネルと、光学的クラッドとして機能する複数の第1、第2のインターポーザー (介在体) 82、82'とからなり、それぞれの光チャンネル素子81、81'は第1、第2のインターポーザー 82、82'の間に介在して配置されている。
そして光チャンネル素子81、81' の屈折率はインターポーザー 82、82' の屈折率より大きい。
第1の光チャンネル素子81 (81-1, 81-2, ....., 81-n) と第1のインターポーザー 82 (82-1, 82-2, ....., 82-n) は、互いに並列に接触し交互に配列され、第1の線状チャンネル・アレイを形成する。
同様にして、第2の光チャンネル素子81' (81'-1, 81'-2, ....., 81'-n) と第2のインターポーザー82' (82'-1, 82'-2, ....., 82'-n) は、互いに並列に接触し交互に配列され、第2の線状チャンネル・アレイを形成する。
第1、第2の線状チャンネル・アレイは、"V" 字型中央インターポーザー82cと接続又は接触し "L" 字型構造の非線形チャンネル・アレイを形成する。そして光チャンネル素子80、81' は互いに隣接した光チャンネル素子80、81'の間に存在するインターポーザー82、82'によって孤立又は分離される。
光チャンネル素子80、81' はチャンネル導光部材80の中心からの距離に比例してその非線形の長さに沿って対向する端面80e、80fに向かってその数量の密度が増加(可変)して分布して配置される。
インターポーザー82、82' はチャンネル導光部材80の中心からの距離に比例してその非線形の長さに沿って対向する端面80e、80fに向かってその幅 が減少(可変)するように配置される。
LED 200はその光出射面がリフレクター 40 (40a、40b) と対面するように非線形導光部材70の受光部73と関連して配置される。
図62に示すように、第1のタイプの導光体ユニット138Aは面照明導光部材(面照明導光部分) 30と光学的チャンネル導光部材(光学的チャンネル導光部分) 80と光分配導光体である非線形導光部材 (非線形導光部分) 70とがこれらの順序で互いに接続、結合された完全に統合化された複合導光ユニット30/80/70からなることができる。
その替わりに、図63に示すように、第2のタイプの導光体ユニット138Bは面照明導光部材30と、光学的チャンネル導光部材(光学的チャンネル導光部分) 80と光学的チャンネル導光部材(光学的チャンネル導光部分) 80と接続、結合された非線形導光部材 (非線形導光部分) 70とからなる複合導光ユニット70/80とからなっても良い。
そしてこの場合には、面照明導光部材30と複合導光ユニット70/80とは互いに隣接して配置される。
その替わりに、図64に示すように、第3のタイプの導光体ユニット138Cは面照明導光部材(面照明導光部分) 30と面照明導光部材(面照明導光部分) 30と接続、結合された光学的チャンネル導光部材(光学的チャンネル導光部分) 80とからなる複合導光ユニット30/80と、非線形導光部材 (非線形導光部分) 70とからなっても良い。
そしてこの場合には、複合導光ユニット30/80と非線形導光部材 (非線形導光部分) 70とは互いに隣接して配置される。
図61に戻って、第4のタイプの導光体ユニット138は面照明導光部材30と光学的チャンネル導光部材80と非線形導光部材70とがこれらの順序で互いに隣接して配置して構成しても良い。
(第20実施形態)
図65及び図66を参照して本発明の第20実施形態を記述する。
第20実施形態の導光体ユニットは、共に"L" 字型を有する非線形導光部材とチャンネル導光部材とを含む。
図65は第20実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図66は第20実施形態の面光源の概略的平面図である。
図65、図66に示すように、面光源は導光体ユニット139とLED 200とからなる。
導光体ユニット138はほぼ透明材料を有する光伝送部材からなる。
導光体ユニット139は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材70'とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材80とからなる。
光学的チャンネル導光部材80は、光分配導光体である非線形導光部材70'と同様に全体として "L" 字型構造を備える。
光学的チャンネル導光部材80は、光学的コアとして機能する第1、第2の光チャンネル素子81、81'からなる複数の光学的チャンネルと、光学的クラッドとして機能する複数の第1、第2のインターポーザー (介在体) 82、82'とからなり、それぞれの光チャンネル素子81、81'は第1、第2のインターポーザー 82、82'の間に介在して配置されている。
そして光チャンネル素子81、81' の屈折率はインターポーザー 82、82' の屈折率より大きい。
第1の光チャンネル素子81と第1のインターポーザー 82は、互いに並列に接触し交互に配列され、第1の線状チャンネル・アレイを形成する。
同様にして、第2の光チャンネル素子81'と第2のインターポーザー82'は、互いに並列に接触し交互に配列され、第2の線状チャンネル・アレイを形成する。
第1、第2の線状チャンネル・アレイは、"V" 字型中央インターポーザー82cと接続又は接触し "L" 字型構造の非線形チャンネル・アレイを形成する。そして光チャンネル素子80、81' は互いに隣接した光チャンネル素子80、81'の間に存在するインターポーザー82、82'によって孤立又は分離される。
光チャンネル素子80、81' はチャンネル導光部材80の中心からの距離に比例してその非線形の長さに沿って対向する端面80e、80fに向かってその数量の密度が増加(可変)して分布して配置される。
インターポーザー82、82' はチャンネル導光部材80の中心からの距離に比例してその非線形の長さに沿って対向する端面80e、80fに向かってその幅 が減少(可変)するように配置される。
非線形導光部材70' は全体としてほぼ90度の角度を有するほぼ "L" 字型の構造を有する。
非線形導光部材70'は、更に第1の線状導光部材71'と第1の線状導光部材71'の一端と接続した第2の線状導光部材72'と第1、第2の線状導光部材71'、 72'の接続部の近辺の受光面73とほぼ "V" 字型形状の対向する光反射面40a 、40bからなるリフレクター40とからなる。
第1の線状導光部材71'は、更に対向する主表面と対向する側面71' c 、71'dと端面71'eとを備える。
第1の線状導光部材71'と同様に、第2の線状導光部材72'は更に対向する主表面と対向する側面72' c 、72'dと端面72'eとを備える。
"V" 字型の対向するリフレクター40の反射面40a、40bは前方側面71'd、72'dの交点近辺に位置する。
受光側面73は、後方側面71' c、72'cの交点近辺に位置し、LED 200が対向するリフレクター40の反射面40a、40bと対面するように受光側面73と接触又は隣接して配置される。
LED 200はその光出射面がリフレクター 40 (40a、40b) と対面するように非線形導光部材70'の受光部73と関連して配置される。
この第20実施形態では前述の第19実施形態と異なり、非線形導光部材70'は、第1の線状導光部材71'と第2の線状導光部材72'とはテーパー状構造を備えることに留意されたい。
テーパー状構造の非線形導光部材70'は、その後方側面71'c 、72'cとその前方側面71'd 、72'dとの間の距離が非線形導光部材70'の中心からその端末71'e 、72'eに向かって減少している。
一方、前述の第19実施形態においては、図60乃至図64に示すように非線形導光部材70はその後方側面71c 、72cとその前方側面71d 、72dとの間の距離が非線形導光部材70'の中心からその端末71e 、72eまで不変でほぼ均一である。
図66に示すように、導光体ユニット139は面照明導光部材(面照明導光部分) 30と光学的チャンネル導光部材(光学的チャンネル導光部分) 80と光分配導光体である非線形導光部材 (非線形導光部分) 70'とがこれらの順序で互いに接続、結合された完全に統合化された複合導光ユニット30/80/70'からなることができる。
その替わりに、三つの導光部材30、80、70'はこれらの順序で隣接して分離して配置しても良く、又は三つの導光部材30、80、70'の二つを接続、結合して複合化しても良い。
(第21実施形態)
図67及び図68を参照して本発明の第21実施形態を記述する。
図67は第21実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図68は第21実施形態の面光源の概略的平面図である。
第21実施形態の導光体ユニットは、共に"L" 字型構造を有する非線形導光部材とチャンネル導光部材とを含む。
図67及び図68に示すように、面光源は簡単に言うと導光体ユニット139Aと2つ又は2セットのLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット139Aはほぼ透明材料を有する光伝送部材、光透過性部材からなる。
導光体ユニット139Aは面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材70'とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材80とからなる。
非線形導光部材70は、更に全体としてほぼ90度の角度を有するほぼ "L" 字型の構造を備え、第1の線状導光部材71と第2の線状導光部材72と第1、第2の線状導光部材71、 72とを接続するコーナー面73とからなる。
第1の線状導光部材71は、更に対向する側面71 c 、71dと端面71eとを備える。
第1の線状導光部材71と同様に、第2の線状導光部材72は更に対向する側面72 c 、72dと端面72eとを備える。
LED 200a 、200bはそれぞれ端面71e、72eと接触又は隣接して配置され、LED 200a 、200bの光出射面がそれぞれ端面71e、72eと対面している。
光学的チャンネル導光部材59は、ほぼ線状の第1の光チャンネル導光部分59-1とほぼ線状の第2の光チャンネル導光部分59-2とからなり、第1、第2の光チャンネル導光部分59-1、59-2は全体としてほぼ "L" 字型の構造を備えるようにほぼ90度の角度を有するように配置されている。
第1、第2の光チャンネル導光部分59-1、59-2のそれぞれは、光学的コアとして機能する第1、第2の光チャンネル素子59-1a、59-2aからなる複数の光学的チャンネルと、光学的クラッドとして機能する複数の第1、第2のインターポーザー (介在体) 59-1b、59-2bとからなり、光チャンネル素子59-1a、59-2aは第1、第2のインターポーザー (介在体) 59-1b、59-2b間に配置されている。
光チャンネル素子59-1a、59-2aの屈折率はインターポーザー 59-1b、59-2bの屈折率より大きい。
この実施例では図67、図68ではインターポーザー 59-1b、59-2bとして屈折率の値が "1" の空気を用いているが、その替わりに光チャンネル素子59-1a、59-2aの屈折率より小さい固体インターポーザーを用いても良い。
第1の光チャンネル素子59-1aと第1のインターポーザー 59-1bは、互いに並列に接触し交互に配列され、第1の線状チャンネル・アレイを形成する。
同様にして、第2の光チャンネル素子59-2aと第2のインターポーザー59-2bは、互いに並列に接触し交互に配列され、第2の線状チャンネル・アレイを形成する。
従って第1、第2の線状チャンネル・アレイは、全体として "L" 字型構造の非線形チャンネル・アレイを形成する。
光チャンネル素子59-1a、59-2a は対向する端面59-1e、59-2eから離れる距離に比例してチャンネル導光部材59の交点である中心に向かってその幅 が増加(可変)するように配置される。
これと反対に、インターポーザー59-1b、59-2bは対向する端面59-1e、59-2eから離れる距離に比例してチャンネル導光部材59の交点である中心に向かってその幅 が減少(可変)するように配置される。
図68に示すように、導光体ユニット139Aは面照明導光部材(面照明導光部分) 30とほぼ "L" 字型の光学的チャンネル導光部材 (光学的チャンネル導光部分) 59とほぼ "L" 字型の非線形導光部材 (非線形導光部分) 又は光分配導光部材70とがこれらの順序で互いに接続、結合された完全に統合化された複合導光ユニットからなることができる。
その替わりに、三つの導光部材30、59、70はこれらの順序で隣接して分離して配置しても良く、又は三つの導光部材30、59、70の二つを接続、結合して複合化しても良い。
図67、図68に示すように、非線形導光部材 (非線形導光部分) 又は光分配導光部材70の一変形が、第1の一点鎖線71'と第2の一点鎖線72'により示されている。
この変形による非線形導光部材 (非線形導光部分) 又は光分配導光部材71'、72'は後方側面と前方側面との間の距離が端面71-e、72-eからコーナー面 (光分配導光部材71'、72'の交点) 73に向かって減少するように傾斜した後方側面を備えている。
(第22実施形態)
図69及び図70を参照して本発明の第22実施形態を記述する。
図69は第22実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図70は第22実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図35乃至図48を参照して詳細に記述した幾つかの実施例の一変形である。
図69及び図70に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット140と少なくとも一つのLED 200とからなる。
導光体ユニット140はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット140は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材74とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材83とからなる。
非線形導光部材74は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能し、その光線はLED 200が配置される非線形導光部材74の一つの限定した中央領域から導入される。
非線形導光部材74は、ほぼ線状の第1の足部74-1と、第1の足部74-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部74-2と、第1の足部74-1の傾斜側面74iと第2の足部74-2の傾斜側面74hとを接続するほぼ線状の底部74-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部74-1と第2の足部74-2は、"U" 字型構造の導光体74の全長を経由して互いに光学的に対向する端面74-1e 、74-2eを備える。
ほぼ線状の底部74-3は、その中心近辺で前方側面74-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a and 40bからなるリフレクター40を備える。
LED 200の光出射窓がリフレクター40の対向反射面40a、40bと対面するように、LED 200はほぼ線状の底部74-3の中央近辺において後方側面74-3dと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材83は、非線形光分配導光体74の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部74-1と、ほぼ線状の第2の足部と、第1の足部と第2の足部とを接続するほぼ線状の底部とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材83の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材83と非線形光分配導光体74とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体74の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材83の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材83と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30d、30eで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材83は、更に複数の光学的チャンネル素子84と複数のインターポーザー85とからなり、光学的チャンネル素子84のそれぞれが隣接するインターポーザー85によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子84と隣接するインターポーザー85とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー85は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子84の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー85は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子84のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー85は可変する幅を有する。
光チャンネル素子84の数量密度が "U" 字型チャンネル導光部材83の底部の中心からチャンネル導光部材83の光学的に対向する端面83e、83fの方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子84はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー85の幅が "U" 字型チャンネル導光部材83の底部の中心から端面83e、83fの方向に向かって減少するように、インターポーザー85はその幅が段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、光分配用 "U" 字型線状導光部材74に入ったLED 200からの光線は、"U" 字型チャンネル導光部材83の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図70に示すように、導光体ユニット140はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体83とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体74とからなり、これらの導光体30、83、74がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、83、74はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、83、74の二つを複合しても良い。
(第23実施形態)
図71及び図72を参照して本発明の第23実施形態を記述する。
図71は第23実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図72は第23実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図69乃至図70を参照して詳細に記述した本発明の第22実施形態の一変形である。
図71及び図72に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット141と少なくとも一つのLED 200とからなる。
導光体ユニット141はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット141は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材74'とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材83とからなる。
非線形導光部材74'は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能し、その光線はLED 200が配置される非線形導光部材74'の一つの限定した中央領域から導入される。
非線形導光部材74'は、ほぼ線状の第1の足部74'-1と、第1の足部74'-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部74'-2と、第1の足部74'-1の傾斜側面74'iと第2の足部74'-2の傾斜側面74'hとを接続するほぼ線状の底部74'-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部74'-1と第2の足部74'-2は、"U" 字型構造の導光体74'の全長を経由して互いに光学的に対向する端面74'-1e 、74'-2eを備える。
ほぼ線状の底部74'-3は、その中心近辺で前方側面74'-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a and 40bからなるリフレクター40を備える。
LED 200の光出射窓がリフレクター40の対向反射面40a、40bと対面するように、LED 200はほぼ線状の底部74'-3の中央近辺において後方側面74'-3dと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材83は、非線形光分配導光体74'の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部83-1と、ほぼ線状の第2の足部83-2と、第1の足部83-1と第2の足部83-2とを接続するほぼ線状の底部83-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材83の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材83と非線形光分配導光体74'とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体74'の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材83の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材83と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材83は、更に複数の光学的チャンネル素子84と複数のインターポーザー85とからなり、光学的チャンネル素子84のそれぞれが隣接するインターポーザー85によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子84と隣接するインターポーザー85とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー85は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子84の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー85は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子84のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー85は可変する幅を有する。
光チャンネル素子84の数量密度が "U" 字型チャンネル導光部材83の底部の中心からチャンネル導光部材83の光学的に対向する端面83e、83fの方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子84はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー85の幅が "U" 字型チャンネル導光部材83の底部の中心から端面83e、83fの方向に向かって減少するように、インターポーザー85はその幅が段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、光分配用 "U" 字型線状導光部材74'に入ったLED 200からの光線は、"U" 字型チャンネル導光部材83の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
本実施の形態において、光分配用導光部材74' は、第1、第2の足部の導光部材74'-1、74'-2と底部の導光部材74'-3はテーパー状構造を備えることに留意されたい。
即ち、光分配用導光部材74' は、第1、第2の足部の導光部材74'-1、74'-2はテーパー状の後方側面74'-1c、74'-2cを有し、底部の導光部材74'-3はテーパー状の後方側面74'-3cを有する。
そしてテーパー状の後方側面74'-1c、74'-2cと非テーパー状の前方側面74'-1d、74'-2dとの間の距離は、コーナー面74'I、74'hから端面74'-1e、74'-2eに向かって減少し、テーパー状の後方側面74'-3cと非テーパー状の前方側面74'-3dは底部の導光部材74'-3のほぼ中心からコーナー面74'I、74'hに向かって減少する。
これと異なり図71、図72に示す第22の実施形態では、第1、第2の足部の導光部材74-1、74-2の後方側面と前方側面との間の距離はほぼ均一であり、底部の導光部74-3の後方側面と前方側面との間の距離はリフレクター40 (40a、40b) の部分を除いてほぼ均一である。
図72に示すように、導光体ユニット141はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体83とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体74'とからなり、これらの導光体30、83、74'がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、83、74'はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、83、74'の二つを複合しても良い。
(第24実施形態)
図73及び図74を参照して本発明の第24実施形態を記述する。
図73は第24実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図74は第24実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図61乃至図64を参照して詳細に記述した本発明の実施形態の一変形である。
図73及び図74に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット142と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット142はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット142は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材75とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材86とからなる。
非線形導光部材75は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能し、その光線はLED 200a、200bが配置される非線形導光部材75の二つのコーナー面75i、75hから導入される。
非線形導光部材75は、ほぼ線状の第1の足部75-1と、第1の足部75-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部75-2と、第1の足部75-1の傾斜側面75iと第2の足部75-2の傾斜側面75hとを接続するほぼ線状の底部75-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部75-1と第2の足部75-2は、"U" 字型構造の導光体75の全長を経由して互いに光学的に対向する端面75-1e 、75-2eを備える。
LED 200a、200bは傾斜側面75i、75hと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材86は、非線形光分配導光体75の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部86-1と、ほぼ線状の第2の足部86-2と、第1の足部86-1と第2の足部86-2とを接続するほぼ線状の底部86-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材86の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材86と非線形光分配導光体75とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体75の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材86の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材86と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材86は、更に複数の光学的チャンネル素子87と複数のインターポーザー88とからなり、光学的チャンネル素子87のそれぞれが隣接するインターポーザー88によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子87と隣接するインターポーザー88とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー88は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子87の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー88は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子87のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー88は可変する幅を有する。
光チャンネル素子87の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材86の底部86-3の二つのコーナーからチャンネル導光部材86の光学的に対向する端面86e、86fの方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子87の数量密度がこれらのコーナーから底部86-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子87はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー88は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材86の底部86-3の二つのコーナーからチャンネル導光部材86の光学的に対向する端面86e、86fの方向に向かって減少するように、またこれらのコーナーから底部86-3の中心方向に向かって減少するように、複数の光チャンネル素子87はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200bから出射した光線は、傾斜コーナー面75i、75hを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材75に導入され、"U" 字型チャンネル導光部材86の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図74に示すように、導光体ユニット142はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体86とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体75とからなり、これらの導光体30、86、75がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、86、75はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、86、75の二つを複合しても良い。
(第25実施形態)
図75及び図76を参照して本発明の第24実施形態を記述する。
図75は第25実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図76は第25実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図74、図75を参照して詳細に記述した本発明の第24実施形態の一変形である。
図75及び図76に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット143と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット143はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット143は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材76とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材86とからなる。
導光体ユニット143はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット143は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材76とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材86とからなる。
非線形導光部材76は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能し、その光線はLED 200a、200bが配置される非線形導光部材76の二つのコーナー面76i、76hから導入される。
非線形導光部材76は、ほぼ線状の第1の足部76-1と、第1の足部76-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部76-2と、第1の足部76-1の傾斜側面76iと第2の足部76-2の傾斜側面76hとを接続するほぼ線状の底部76-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部76-1と第2の足部76-2は、"U" 字型構造の導光体76の全長を経由して互いに光学的に対向する端面76-1e 、76-2eを備える。
本実施の形態において、光分配用導光部材76 は、第1、第2の足部の導光部材76-1、76-2と底部の導光部材76-3はテーパー状構造を備えることに留意されたい。
即ち、光分配用導光部材76 は、第1、第2の足部の導光部材76-1、76-2はテーパー状の後方側面76-1c、76-2cを有し、底部の導光部材76-3はテーパー状の後方側面76-3cを有する。
そしてテーパー状の後方側面76-1c、76-2cと非テーパー状の前方側面76-1d、76-2dとの間の距離は、コーナー面76I、76hから端面76-1e、76-2eに向かって減少し、テーパー状の後方側面76-3cと非テーパー状の前方側面76-3dは底部の導光部材76-3のほぼ中心からコーナー面76I、76hに向かって増加する。
これと異なり図73、図74に示す第23の実施形態では、第1、第2の足部の導光部材75-1、75-2の後方側面と前方側面との間の距離はほぼ均一であり、底部の導光部75-3の後方側面と前方側面との間の距離はほぼ均一である。
LED 200a、200bは傾斜側面76i、76hと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材86は、非線形光分配導光体76の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部86-1と、ほぼ線状の第2の足部86-2と、第1の足部86-1と第2の足部86-2とを接続するほぼ線状の底部86-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材86の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材86と非線形光分配導光体76とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体76の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材86の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材86と面照明導光体30と接触するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭とほぼ、接続、隣接又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材86は、更に複数の光学的チャンネル素子87と複数のインターポーザー88とからなり、光学的チャンネル素子87のそれぞれが隣接するインターポーザー88によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子87と隣接するインターポーザー88とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー88は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子87の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー88は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子87のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー88は可変する幅を有する。
光チャンネル素子87の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材86の底部86-3の二つのコーナーからチャンネル導光部材86の光学的に対向する端面86e、86fの方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子87の数量密度がこれらのコーナーから底部86-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子87はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー88は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材86の底部86-3の二つのコーナーからチャンネル導光部材86の光学的に対向する端面86e、86fの方向に向かって減少するように、またこれらのコーナーから底部86-3の中心方向に向かって減少するように、複数の光チャンネル素子87はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200bから出射した光線は、傾斜コーナー面76i、76hを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材76に導入され、"U" 字型チャンネル導光部材86の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図76に示すように、導光体ユニット143はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体86とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体76とからなり、これらの導光体30、86、76がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、86、76はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、86、76の二つを複合しても良い。
(第26実施形態)
図77及び図78を参照して本発明の第26実施形態を記述する。
図77は第26実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図78は第26実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図75、図76を参照して詳細に記述した本発明の第25実施形態の一変形である。
図77及び図78に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット144と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット144はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット144は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材75とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材89とからなる。
導光体ユニット144はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット144は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材75とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材89とからなる。
非線形導光部材75は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能する。
非線形導光部材75は、ほぼ線状の第1の足部75-1と、第1の足部75-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部75-2と、第1の足部75-1の傾斜側面75iと第2の足部75-2の傾斜側面75hとを接続するほぼ線状の底部75-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部75-1と第2の足部75-2は、"U" 字型構造の導光体75の全長を経由して互いに光学的に対向する端面75-1e 、75-2eを備える。
本実施形態では、LED 200a、200bは端面75-1e 、75-2eと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材89は、非線形光分配導光体75の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部89-1と、ほぼ線状の第2の足部89-2と、第1の足部89-1と第2の足部89-2とを接続するほぼ線状の底部89-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材89の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材89と非線形光分配導光体75とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体75の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材89の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材89と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材89は、更に複数の光学的チャンネル素子90と複数のインターポーザー91とからなり、光学的チャンネル素子90のそれぞれが隣接するインターポーザー91によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子90と隣接するインターポーザー91とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー91は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子90の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー91は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子90のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー91は可変する幅を有する。
光チャンネル素子90の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材89の二つの端面89e、89fから底部89-3の方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子90の数量密度が底部89-3のコーナーから底部89-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子90はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー91は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材89の二つの端面89e、89fから底部89-3の方向に向かって減少するように、また光チャンネル素子90の数量密度が底部89-3のコーナーから底部89-3の中心方向に向かって減少するように、複数の光チャンネル素子90はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200bから出射した光線は、端面75-1e 、75-2eを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材75に導入され、"U" 字型チャンネル導光部材89の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図78に示すように、導光体ユニット144はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体89とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体75とからなり、これらの導光体30、89、75がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、89、75はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、89、75の二つを複合しても良い。
(第27実施形態)
図79及び図80を参照して本発明の第27実施形態を記述する。
図79は第27実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図80は第27実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図77、図78を参照して詳細に記述した本発明の第26実施形態の一変形である。
図79、図80に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット145と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット145はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット145は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材76とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材89とからなる。
導光体ユニット145はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット145は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材76とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材89とからなる。
非線形導光部材76は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能する。
非線形導光部材76は、ほぼ線状の第1の足部76-1と、第1の足部76-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部76-2と、第1の足部76-1の傾斜側面76iと第2の足部76-2の傾斜側面76hとを接続するほぼ線状の底部76-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部76-1と第2の足部76-2は、"U" 字型構造の導光体76の全長を経由して互いに光学的に対向する端面76-1e 、76-2eを備える。
本実施の形態において、光分配用導光部材76 は、第1、第2の足部の導光部材76-1、76-2と底部の導光部材76-3はテーパー状構造を備えることに留意されたい。
即ち、光分配用導光部材76 は、第1、第2の足部の導光部材76-1、76-2はテーパー状の後方側面76-1c、76-2cを有し、底部の導光部材76-3はテーパー状の後方側面76-3cを有する。
そしてテーパー状の後方側面76-1c、76-2cと非テーパー状の前方側面76-1d、76-2dとの間の距離は、端面76-1e、76-2eからコーナー面76I、76hに向かって減少し、テーパー状の後方側面76-3cと非テーパー状の前方側面76-3dとの間の距離はコーナー面76I、76hから底部の導光部材76-3のほぼ中心に向かって減少する。
これと異なり図77、図78に示す第26の実施形態では、第1、第2の足部の導光部材75-1、75-2の後方側面と前方側面との間の距離はほぼ均一であり、底部の導光部75-3の後方側面と前方側面との間の距離はほぼ均一である。
本実施形態では、LED 200a、200bは端面76-1e 、76-2eと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材89は、非線形光分配導光体76の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部89-1と、ほぼ線状の第2の足部89-2と、第1の足部89-1と第2の足部89-2とを接続するほぼ線状の底部89-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材89の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材89と非線形光分配導光体76とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体76の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材89の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材90と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材90は、更に複数の光学的チャンネル素子90と複数のインターポーザー91とからなり、光学的チャンネル素子90のそれぞれが隣接するインターポーザー91によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子90と隣接するインターポーザー91とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー91は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子90の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー91は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子90のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー91は可変する幅を有する。
光チャンネル素子90の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材89の二つの端面89e、89fから底部89-3の方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子90の数量密度が底部89-3のコーナーから底部89-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子90はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー91は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材89の二つの端面端面89e、89fから底部89-3の方向に向かって減少するように、インターポーザー91はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200bから出射した光線は、端面76-1e 、76-2eを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材76に導入され、"U" 字型チャンネル導光部材89の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f,、30c、30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図78に示すように、導光体ユニット145はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体89とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体76とからなり、これらの導光体30、89、76がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、89、76はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、89、76の二つを複合しても良い。
(第28実施形態)
図81及び図82を参照して本発明の第28実施形態を記述する。
図81は第28実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図82は第28実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図77、図78を参照して詳細に記述した本発明の第26実施形態の一変形である。
図81及び図82に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット146と4つ又は4組のLED 200a、200b、200c、200dとからなる。
導光体ユニット146はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット146は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材75とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材93とからなる。
導光体ユニット146はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット146は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材75とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材93とからなる。
非線形導光部材75は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能する。
非線形導光部材75は、ほぼ線状の第1の足部75-1と、第1の足部75-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部75-2と、第1の足部75-1の傾斜側面75iと第2の足部75-2の傾斜側面75hとを接続するほぼ線状の底部75-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部75-1と第2の足部75-2は、"U" 字型構造の導光体75の全長を経由して互いに光学的に対向する端面75-1e 、75-2eを備える。
本実施形態では、LED 200a、200bは端面75-1e 、75-2eと接触又は隣接して配置され、LED 200c、200dはコーナー面75h、75iと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材92は、非線形光分配導光体75の形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部92-1と、ほぼ線状の第2の足部92-2と、第1の足部92-1と第2の足部92-2とを接続するほぼ線状の底部92-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材92の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材92と非線形光分配導光体75とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体75の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材92の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材92と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材92は、更に複数の光学的チャンネル素子93と複数のインターポーザー94とからなり、光学的チャンネル素子93のそれぞれが隣接するインターポーザー94によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子93と隣接するインターポーザー94とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー94は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子93の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー94は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子93のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー94は可変する幅を有する。
光チャンネル素子93の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材92の第1、第2の足部92-1、92-2の端面92e、92fから第1、第2の足部92-1、92-2の中央の方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子93の数量密度が底部92-3のコーナーから底部92-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子93はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー94は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材92の第1、第2の足部92-1、92-2の端面92e、92fから第1、第2の足部92-1、92-2の中央の方向に向かって減少するように、またその幅が底部92-3のコーナーから底部92-3の中心方向に向かって減少するように、インターポーザー94はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200b、200c、200dから出射した光線は、端面75-1e 、75-2eとコーナー面75h 、75iとを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材75に導入され、"U" 字型チャンネル導光部材92の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図78に示すように、導光体ユニット146はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体92とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体75とからなり、これらの導光体30、92、75がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、92、75はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、92、75の二つを複合しても良い。
(第29実施形態)
図83及び図84を参照して本発明の第29実施形態を記述する。
図83は第29実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図８４は第29実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は図81、図82を参照して詳細に記述した本発明の第28実施形態の一変形である。
図83及び図84に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット147と4つ又は4組のLED200a、200b、200c、200dとからなる。
導光体ユニット147はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット147は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材76'とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材92とからなる。
非線形導光部材76'は、その全ての長さに沿って光線を分配するための光分配導光体として機能する。
非線形導光部材76'は、ほぼ線状の第1の足部76'-1と、第1の足部76'-1と対向しほぼ平行なほぼ線状の第2の足部76'-2と、第1の足部76'-1の傾斜側面76'iと第2の足部76'-2の傾斜側面76'hとを接続するほぼ線状の底部76'-3とからなるほぼ "U" 字型構造の導光体である。
第1の足部76'-1と第2の足部76'-2は、"U" 字型構造の導光体76'の全長を経由して互いに光学的に対向する端面76'-1e 、76'-2eを備える。
本実施の形態において、光分配用導光部材76' は、第1、第2の足部の導光部材76'-1、76'-2と底部の導光部材76'-3がテーパー状構造を備えることに留意されたい。
即ち、光分配用導光部材76' は、第1、第2の足部の導光部材76'-1、76'-2がテーパー状の後方側面76'-1c、76'-2cを有し、底部の導光部材76'-3がテーパー状の後方側面76'-3cを有する。
そしてテーパー状の後方側面76'-1c、76'-2cと非テーパー状の前方側面76'-1d、76'-2dとの間の距離は、光分配用導光部材76'のコーナー面76'I、76'hと端面76'-1e、76'-2eとから光分配用導光部材76'のほぼ中心に向かって減少し、テーパー状の後方側面76'-3cと非テーパー状の前方側面76'-3dとの間の距離はコーナー面76'I、76'hから底部の導光部材76'-3のほぼ中心に向かって減少する。
これと異なり図77、図78に示す第26の実施形態では、第1、第2の足部の導光部材75-1、75-2の後方側面75-1c、75-2cと前方側面75-1d、75-2dとの間の距離はほぼ均一であり、底部の導光部75-3の後方側面75-3cと前方側面75-3dとの間の距離はほぼ均一である。
本実施形態では、LED 200a、200bは端面76'-1e 、76'-2eと接触又は隣接して配置され、LED 200c、200dは傾斜コーナー面76'h 、76'iと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材92は、非線形光分配導光体76'のほぼ "U" 字型形状構造と同様に、ほぼ線状の第1の足部92-1と、ほぼ線状の第2の足部92-2と、第1の足部92-1と第2の足部92-2とを接続するほぼ線状の底部92-3とからなるほぼ "U" 字型構造を形成する。
チャンネル導光部材92の "U" 字型の外側輪郭は、チャンネル導光部材92と非線形光分配導光体76'とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体76'の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材92の "U" 字型の内側輪郭は、チャンネル導光部材92と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の三つの側面30c、30e、30fで形成する"U" 字型の輪郭と同一な又はわずかに小さな大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材92は、更に複数の光学的チャンネル素子93と複数のインターポーザー94とからなり、光学的チャンネル素子93のそれぞれが隣接するインターポーザー94によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子93と隣接するインターポーザー94とが全体としてほぼ"U" 字型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー94は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子93の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー94は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子93のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー94は可変する幅を有する。
光チャンネル素子93の数量密度が"U" 字型チャンネル導光部材92の第1、第2の足部92-1、92-2の端面92e、92fと底部92-3のコーナー部とから第1、第2の足部92-1、92-2のほぼ中央方向に向かって増加するように、また光チャンネル素子93の数量密度が底部92-3の二つのコーナー部から底部92-3の中心方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子93はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー94は、その幅が "U" 字型チャンネル導光部材92の第1、第2の足部92-1、92-2の端面92e、92fと底部92-3の二つのコーナー部とから第1、第2の足部92-1、92-2のほぼ中央方向に向かって減少するように、またインターポーザー94は、その幅が底部92-3の二つのコーナー部から底部92-3のほぼ中央方向に向かって減少するように、インターポーザー94はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、LED 200a、200bから出射した光線は、端面76'-1e 、76'-2eを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材76'の第1、第2の足部92-1、92-2に導入され、LED 200c、200dから出射した光線は、コーナー面76'h 、76'iを経由して光分配用 "U" 字型線状導光部材76'の底部76'-3と第1、第2の足部92-1、92-2とに導入される。
従って、これらの"U" 字型線状導光部材76'への導入光線は、"U" 字型チャンネル導光部材92の光出射側面のほぼ全ての"U" 字型の長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は三つの光入射側面30f, 30c and 30eから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図78に示すように、導光体ユニット147はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ"U" 字型のチャンネル導光体92とほぼ"U" 字型の非線形光分配導光体76'とからなり、これらの導光体30、92、76'がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、92、76'はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、92、76'の二つを複合しても良い。
(第30実施形態)
図85及び図86を参照して本発明の第30実施形態を記述する。
図85は第30実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図86は第30実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図69及び図70を参照して記述した本発明の第22実施形態の一変形である。
図85及び図86に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット148と少なくとも一つのLED 200とからなる。
導光体ユニット148はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット148は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材77とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95とからなる。
非線形導光部材77は、その全長に沿って光線をチャンネル導光部材に分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材77は、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材77は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分77-1、77-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分77-3、77-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材77は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分77-1、77-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分77-3、77-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材77は、更に第1、第2、第3、第4の部分77-1、77-2、77-3、77-4のコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面77i、77h、77j、 77k を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の部分77-1、77-2、77-3、77-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の部分77-1、77-2、77-3、77-4は後方側面77-1c、77-2c、77-3c、77-4cと前方側面77-1d、77-2d、77-3d、77-4dとを有する。この実施形態では後方側面77-1c、77-2c、77-3c、77-4cと前方側面77-1d、77-2d、77-3d、77-4dとの間の距離はほぼ等しい。
ほぼ線状の底部77-3は、その中心近辺で前方側面77-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a、40bからなるリフレクター40を備える。
LED 200の光出射窓がリフレクター40の対向反射面40a、40bと対面するように、LED 200はほぼ線状の底部77-3の中央近辺において後方側面77-3cと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95は、非線形光分配導光体77の形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分95-1、95-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分95-3、95-4とからなる。
チャンネル導光部材95は、更に非線形光分配導光体77の形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95-1、95-2、95-3、95-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95のほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95と非線形光分配導光体77とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体77のほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95のほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95は、更に複数の光学的チャンネル素子97と複数のインターポーザー98とからなり、光学的チャンネル素子97のそれぞれが隣接するインターポーザー98によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97と隣接するインターポーザー98とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子97のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー98は可変する幅を有する。
光チャンネル素子97の数量密度は、LED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3では一番少なく、互いに対向するほぼ線状の第1、第2の部分95-1、95-2では比較的に多く、第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4では最も多い。
即ち、光チャンネル素子97の数量密度は、LED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3のほぼ中央部分から第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4の方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子97はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に減少するような第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー98の幅はLED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3のほぼ中央部分から第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4の方向に向かって減少するように、インターポーザーは第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、光分配用枠型線状導光部材77に入ったLED 200からの光線は、枠型チャンネル導光部材95の光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図86に示すように、導光体ユニット148はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95とほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体77とからなり、これらの導光体30、95、77がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95、77はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95、77の二つを複合しても良い。
(第31実施形態)
図87及び図88を参照して本発明の第31実施形態を記述する。
図87は第31実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図88は第30実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図85及び図86を参照して記述した本発明の第30実施形態の一変形である。
図87及び図88に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット149と少なくとも一つのLED 200とからなる。
導光体ユニット149はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット149は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材78とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95とからなる。
非線形導光部材78は、その全長に沿って光線をチャンネル導光部材に分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材78は、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材78は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分78-1、78-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分78-3、78-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材78は、更に第1、第2、第3、第4の部分78-1、78-2、78-3、78-4のコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面78i、78h、78j、 78k を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の部分78-1、78-2、78-3、78-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の部分78-1、78-2、78-3、78-4は後方側面78-1c、78-2c、78-3c、78-4cと前方側面78-1d、78-2d、78-3d、78-4dとを有する。この実施形態では後方側面78-1c、78-2c、78-3c、78-4cと前方側面78-1d、78-2d、78-3d、78-4dとの間の距離はほぼ等しい。
非線形導光部材78の第1、第2、第3、第4の光分配用導光部分78-1、78-2、78-3、78-4は、テーパー状の後方側面78-1c、78-2c、78-3c、78-4cを有するテーパー状構造を備えている。
テーパー状の第1、第2の後方側面78-1c、78-2cとこれらと対向する非テーパー状の前方側面78-1d、78-2dとの間の距離は、コーナー78i、78hから他方のコーナー面78j、78kに向かって減少する。
テーパー状の第3の後方側面78-3cとこれと対向する非テーパー状の前方側面78-3dとの間の距離は、第3の分配導光体78-3のほぼ中央から対向するコーナー78i、78hに向かって減少する。
テーパー状の第4の後方側面78-4cと非テーパー状の対向する前方側面78-4dとの間の距離は、第4の分配導光体78-4のほぼ中央から対向するコーナー面78j、78kに向かって増加する。
これと異なり、図85、図86で示した第30実施形態では、後方側面77-1c、77-2c、77-3c、77-4cとこれらと対向する前方側面77-1d、77-2d、77-3d、77-4dとの間の距離はほぼ等しい。
ほぼ線状の第3の分配導光体78-3は、その中心近辺で前方側面78-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a、40bからなるリフレクター40を備える。
LED 200の光出射窓がリフレクター40の対向反射面40a、40bと対面するように、LED 200は第3の分配導光体78-3の中央近辺において後方側面78-3cと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95は、非線形光分配導光体78の形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分95-1、95-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分95-3、95-4とからなる。
チャンネル導光部材95は、更に非線形光分配導光体78の形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95-1、95-2、95-3、95-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95のほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95と非線形光分配導光体78とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体78のほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95のほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95は、更に複数の光学的チャンネル素子97と複数のインターポーザー98とからなり、光学的チャンネル素子97のそれぞれが隣接するインターポーザー98によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97と隣接するインターポーザー98とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子97のそれぞれは、ほぼ等しい幅とほぼ等しい光入射面積を有し、一方インターポーザー98は可変する幅を有する。
光チャンネル素子97の数量密度は、LED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3では一番少なく、互いに対向するほぼ線状の第1、第2の部分95-1、95-2では比較的に多く、第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4では最も多い。
即ち、光チャンネル素子97の数量密度は、LED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3のほぼ中央部分から第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4の方向に向かって増加するように、複数の光チャンネル素子97はそれらの間のピッチが段階的に又は連続的に減少するような第1のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
複数のインターポーザー98の幅はLED 200と対向するほぼ線状の第3の部分95-3のほぼ中央部分から第3の部分95-3と対向する第4の部分95-4の方向に向かって減少するように、インターポーザーは第2のグラデーション パターン (漸次的変化模様) を形成するように可変して分布している。
従って、光分配用枠型線状導光部材78に入ったLED 200からの光線は、枠型チャンネル導光部材95の光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図86に示すように、導光体ユニット149はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95とほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体78とからなり、これらの導光体30、95、78がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95、78はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95、78の二つを複合しても良い。
(第32実施形態)
図89及び図90を参照して本発明の第32実施形態を記述する。
図89は第32実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図90は第32実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図85及び図86を参照して記述した本発明の第30実施形態の一変形である。
図89及び図90に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット150と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット150はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット150は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材77'とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95'とからなる。
非線形導光部材77'は、その全長に沿って光線をチャンネル導光部材に分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材77'は、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材77'は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分77'-1、77'-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分77'-3、77'-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材77'は、更に第1、第2、第3、第4の部分77'-1、77'-2、77'-3、77'-4のコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面77'i、77'h、77'j、 77'k を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の部分77'-1、77'-2、77'-3、77'-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の部分77'-1、77'-2、77'-3、77'-4は後方側面77'-1c、77'-2c、77'-3c、77'-4cと前方側面77'-1d、77'-2d、77'-3d、77'-4dとを有する。
この実施形態では後方側面77'-1c、77'-2c、77'-3c、77'-4cと前方側面77'-1d、77'-2d、77'-3d、77'-4dとの間の距離はほぼ等しい。
非線形導光部材77'の第3の導光部分77'-3は、その中心近辺で前方側面77'-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a、40bからなるリフレクター40を備える。
更に非線形導光部材77'の第4の導光部分77'-4は、その中心近辺で前方側面77'-4cにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40'a、40'bからなる他のリフレクター40'を備える。
LED 200a、200bの光出射窓がリフレクター40、40'の対向反射面 (40a、40b)、(40'a、40'b)と対面するように、LED 200a、200bはそれぞれ対向する第3、第4の導光部分77'-3、77'-4の中央近辺において後方側面77'-3d、77'-4dと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95'は、非線形光分配導光体77'の形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95'は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分95'-1、95'-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分95'-3、95'-4とからなる。
チャンネル導光部材95'は、更に非線形光分配導光体77'の形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95'-1、95'-2、95'-3、95'-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95'のほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95'と非線形光分配導光体77'とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体77'のほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95'のほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95'と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95'は、更に複数の光学的チャンネル素子97'と複数のインターポーザー98'とからなり、光学的チャンネル素子97'のそれぞれが隣接するインターポーザー98'によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97'と隣接するインターポーザー98'とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98'は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97'の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98'は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
この実施形態では、光チャンネル素子97'のそれぞれは、第3、第4の導光部分95'-3、95'-4ではほぼ等しい幅を有する。
この実施形態では、光チャンネル素子97'のそれぞれは、第1、第2の導光部分95'-1、95'-2では可変する幅を有し、それらの幅は第1、第2の導光部分95'-1、95'-2のコーナーから第1、第2の導光部分95'-1、95'-2の中央方向に向かって増大する。
一方、インターポーザー98'は可変する幅を有し、それらの幅は第1、第2の導光部分95'-1、95'-2のコーナーから第1、第2の導光部分95'-1、95'-2の中央方向に向かって減少する。
する。
する。
従って、光分配用枠型線状導光部材77'に入ったLED 200a、200bからの光線は、枠型チャンネル導光部材95'の光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図90に示すように、導光体ユニット150はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95'とほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体77'とからなり、これらの導光体30、95'、77'がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95'、77'はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95'、77'の二つを複合しても良い。
(第33実施形態)
図91及び図92を参照して本発明の第33実施形態を記述する。
図91は第33実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図92は第33実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図88及び図90を参照して記述した本発明の第32実施形態の一変形である。
図91及び図92に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット151と二つ又は二組のLED 200a、200bとからなる。
導光体ユニット151はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット151は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79とそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95'とからなる。
非線形導光部材79は、その全長に沿って光線をチャンネル導光部材に分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材79は、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の光分配導光部分79-1、79-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の光分配導光部分79-3、79-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79は、更に第1、第2、第3、第4の部分79-1、79-2、79-3、79-4のコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面79i、79h、79j、 79k を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の部分79-1、79-2、79-3、79-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の光分配導光部分79-1、79-2、79-3、79-4は後方側面79-1c、79-2c、79-3c、79-4cと前方側面79-1d、79-2d、79-3d、79-4dとを有する。
非線形導光部材79の第3の導光部分79-3は、その中心近辺で前方側面79-3dにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40a、40bからなるリフレクター40を備える。
更に非線形導光部材79の第4の導光部分79-4は、その中心近辺で前方側面79-4cにおいてほぼ "V" 字型構造を有する対向する一対の反射面40'a、40'bからなる他のリフレクター40'を備える。
この実施形態では第1、第2、第3、第4の光分配導光部分79-1、79-2、79-3、79-4はテーパー状構造を備えることに留意されたい
第1、第2、第3、第4の光分配導光部分79-1、79-2、79-3、79-4は傾斜したテーパー状の後方側面79-1c、79-2c、79-3c、79-4cを有している。
そして第1、第2の光分配導光部分79-1、79-2のテーパー状の後方側面79-1c、79-2cとそれらと対向する水平な非テーパー状の前方側面79-1d、79-2dとの間の距離は、コーナー面79h、79i、79j、79kから第1、第2の光分配導光部分79-1、79-2の中心部分に向かって減少している。
一方、第3、第4の光分配導光部分79-3、79-4のテーパー状の後方側面79-3c、79-4cとこれらと対向する水平な非テーパー状の前方側面79-3d、79-4dとの間の距離は、コーナー面79h、79i、79j、79kから第3、第4の光分配導光部分79-3、79-4の中心部分に向かって増加している。
これと異なり、図87及び図88を参照して記述した本発明の第32実施形態では、光分配導光部分の後方側面 (77'-1c、77'-2c、77'-3c、77'-4c) と前方側面 (77'-1d、77'-2d、77'-3d、77'-4d)との間の距離はほぼ等しく均一である。
LED 200a、200bの光出射窓がリフレクター40、40'の対向反射面 (40a、40b)、(40'a、40'b)と対面するように、LED 200a、200bはそれぞれ対向する第3、第4の導光部分79-3、79-4の中央近辺において後方側面79-3d、79-4dと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95'は、非線形光分配導光体79の形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95'は、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分95'-1、95'-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分95'-3、95'-4とからなる。
チャンネル導光部材95'は、更に非線形光分配導光体79の形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95'-1、95'-2、95'-3、95'-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95'のほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95'と非線形光分配導光体79とが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79のほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95'のほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95'と面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95'は、更に複数の光学的チャンネル素子97'と複数のインターポーザー98'とからなり、光学的チャンネル素子97'のそれぞれが隣接するインターポーザー98'によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97'と隣接するインターポーザー98'とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98'は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97'の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98'は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
この実施形態では、光チャンネル素子97'のそれぞれは、第3、第4の導光部分95'-3、95'-4ではほぼ等しい幅を有する。
この実施形態では、光チャンネル素子97'のそれぞれは、第1、第2の導光部分95'-1、95'-2では可変する幅を有し、それらの幅は第1、第2の導光部分95'-1、95'-2のコーナーから第1、第2の導光部分95'-1、95'-2の中央方向に向かって増大する。
一方、インターポーザー98'は可変する幅を有し、それらの幅は第1、第2の導光部分95'-1、95'-2のコーナーから第1、第2の導光部分95'-1、95'-2の中央方向に向かって減少する。
する。
する。
従って、光分配用枠型線状導光部材79に入ったLED 200a、200bからの光線は、枠型チャンネル導光部材95'の光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図90に示すように、導光体ユニット151はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95'とほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79とからなり、これらの導光体30、95'、79がこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95'、79はこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95'、79の二つを複合しても良い。
(第34実施形態)
図93及び図94を参照して本発明の第34実施形態を記述する。
図93は第34実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図94は第34実施形態の面光源の概略的平面図である。
図93及び図94に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット152と四つ
又は四組のLED 200a、200b、200c、200dとからなる。
又は四組のLED 200a、200b、200c、200dとからなる。
導光体ユニット152はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット152は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79Aとそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材92aとからなる。
非線形導光部材79Aは、その全長に沿って光線を光学的チャンネル導光部材92aに分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材79Aは、ほぼ矩形の枠、額縁、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79Aは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の光分配用導光部分79A-1、79A-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分79A-3、79A-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79Aは、更に第1、第2、第3、第4の光分配用導光部分79A-1、79A-2、79A-3、79A-4の計四つのコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面79Ai、79Ah、79Aj、 79Ak を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の四つの光分配用導光部分79A-1、79A-2、79A-3、79A-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の光分配用導光部分79A-1、79A-2、79A-3、79A-4は後方側面79A-1c、79A-2c、79A-3c、79A-4cと前方側面79A-1d、79A-2d、79A-3d、79A-4dとを有する。
本実施形態では、LED 200a、200b、200c、200dがそれらの光出射窓がコーナー面79Ai、79Ah、79Aj、79Akと接触、隣接するように配置されている。
本実施形態では後方側面79A-1c、79A-2c、79A-3c、79A-4cと前方側面79A-1d、79A-2d、79A-3d、79A-4dとの間の距離はほぼ等しい。
チャンネル導光部材92aは、非線形光分配導光体79Aの形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材92aは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分チャンネル導光92a-1、92a-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4のチャンネル導光部分92a-3、92a-4とからなる。
チャンネル導光部材92aは、更に非線形光分配導光体79Aの形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4が全体としてほぼ矩形の枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材92aのほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材92aと非線形光分配導光体79Aとが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79Aのほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材92aのほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材92aと面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きい寸法を有する。
チャンネル導光部材92aは、更に複数の光学的チャンネル素子93aと複数のインターポーザー94aとからなり、光学的チャンネル素子93aのそれぞれが隣接するインターポーザー94aによって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子93aと隣接するインターポーザー94aとが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー94aは、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子93aの屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー94aは、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
この実施形態では、光チャンネル素子93aのそれぞれは、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4でほぼ等しい幅を有し、インターポーザー94aを介して隣接する光チャンネル素子93a間のピッチ及び光チャンネル素子93aの数量密度は、第1のグラデーション パターンを形成するように、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4のコーナーからそれらの中央方向に向かって増大する。
一方、インターポーザー94aは可変する幅を有し、それらの幅は第2のグラデーション パターンを形成するように、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4のコーナーからそれらの中央方向に向かって減少する。
従って、コーナー面79Ai、79Ah、79Aj、79Akから光分配用枠型線状導光部材79Aに入ったLED 200a、200b、200c、200dからの光線は、枠型チャンネル導光部材92aの光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図94に示すように、導光体ユニット152はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体92aとほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79Aとからなり、これらの導光体30、92a、79Aがこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、92a、79Aはこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、92a、79Aの二つを複合しても良い。
(第35実施形態)
図95及び図96を参照して本発明の第35実施形態を記述する。
図95は第35実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図96は第35実施形態の面光源の概略的平面図である。
図95及び図96に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット153と四つ
又は四組のLED 200a、200b、200c、200dとからなる。
又は四組のLED 200a、200b、200c、200dとからなる。
導光体ユニット153はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット153は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79Bとそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材92aとからなる。
非線形導光部材79Bは、その全長に沿って光線を光学的チャンネル導光部材92aに分配する光分配導光部材として機能する。
非線形導光部材79Bは、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79Bは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の光分配用導光部分79B-1、79B-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の部分79B-3、79B-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79Bは、更に第1、第2、第3、第4の光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4の計四つのコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面79Bi、79Bh、79Bj、 79Bk を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の四つの光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4は後方側面79B-1c、79B-2c、79B-3c、79B-4cと前方側面79B-1d、79B-2d、79B-3d、79B-4dとを有する。
本実施形態では、LED 200a、200b、200c、200dは、それらの光出射窓が光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4の四つの傾斜したコーナー面79Bi、79Bh、79Bj、 79Bkと接触、隣接するように配置されている。
本実施形態では、光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4がテーパー状構造を有することに留意されたい。
即ち、光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4は、傾斜したテーパー状の後方側面79B-1c、79B-2c、79B-3c a、79B-4cを有する。
そしてテーパー状の後方側面79B-1c、79B-2c、79B-3c a、79B-4cと水平な非テーパー状の前方側面79B-1d、79B-2d、79B-3d、79B-4dとの距離が、コーナー面79Bi、79Bh、79Bj、 79Bkから光分配用導光部分79B-1、79B-2、79B-3、79B-4の中央に向かって減少している。
これに対して、図93、図94に示した第34実施形態では、後方側面79A-1c、79A-2c、79A-3c、79A-4cと前方側面79A-1d、79A-2d、79A-3d、79A-4dとの間の距離はほぼ等しい。
チャンネル導光部材92aは、非線形光分配導光体79Bの形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材92aは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の部分チャンネル導光92a-1、92a-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4のチャンネル導光部分92a-3、92a-4とからなる。
チャンネル導光部材92aは、更に非線形光分配導光体79Bの形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4が全体としてほぼ矩形の枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材92aのほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材92aと非線形光分配導光体79Bとが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79Bのほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材92aのほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材92aと面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な又はわずかに大きい寸法を有する。
チャンネル導光部材92aは、更に複数の光学的チャンネル素子93aと複数のインターポーザー94aとからなり、光学的チャンネル素子93aのそれぞれが隣接するインターポーザー94aによって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子93aと隣接するインターポーザー94aとが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー94aは、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子93aの屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー94aは、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
この実施形態では、光チャンネル素子93aのそれぞれは、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4でほぼ等しい幅を有し、インターポーザー94aを介して隣接する光チャンネル素子93a間のピッチ及び光チャンネル素子93aの数量密度は、第1のグラデーション パターンを形成するように、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4のコーナーからそれらの中央方向に向かって増大する。
一方、インターポーザー94aは可変する幅を有し、それらの幅は第2のグラデーション パターンを形成するように、第1、第2、第3、第4の光チャンネル導光部分92a-1、92a-2、92a-3、92a-4のコーナーからそれらの中央方向に向かって減少する。
従って、コーナー面79Bi、79Bh、79Bj、79Bkから光分配用枠型線状導光部材79Bに入ったLED 200a、200b、200c、200dからの光線は、枠型チャンネル導光部材92aの光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図94に示すように、導光体ユニット153はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体92aとほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79Bとからなり、これらの導光体30、92a、79Bがこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、92a、79Bはこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、92a、79Bの二つを複合しても良い。
(第36実施形態)
図97及び図98を参照して本発明の第36実施形態を記述する。
図97は第36実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図98は第36実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図89及び図90を参照して記述した本発明の実施形態の一変形である。
図97及び図98に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット154と二つ又は二組のLED 200a、200b、 200c、200d とからなる。
導光体ユニット154はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット154は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79Cとそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95Cとからなる。
非線形導光部材79Cは、その全長に沿って光線を光学的チャンネル導光部材95Cに分配する光分配導光体として機能する。
非線形導光部材79Cは、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79Cは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の導光部分79C-1、79C-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の導光部分79C-3、79C-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79Cは、更に第1、第2、第3、第4の線形導光部分79C-1、79C-2、79C-3、79C-4のコーナー箇所に四つの傾斜したコーナー面79C-i、79C-h、79C-j、 79C-k を備え、これらのコーナー面において第1、第2、第3、第4の線形導光部分79C-1、79C-2、79C-3、79C-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の線形導光部分79C-1、79C-2、79C-3、79C-4は後方側面79C-1c、79C-2c、79C-3c、79C-4cと前方側面79C-1d、79C-2d、79C-3d、79C-4dとを有する。
この実施形態では後方側面79C-1c、79C-2c、79C-3c、79C-4cと前方側面79C-1d、79C-2d、79C-3d、79C-4dとの間の距離はほぼ等しい。
非線形導光部材79Cの第1、第2、第3、第4の線形導光部分79C-1、79C-2、79C-3、79C-4は、それらの中心近辺で前方側面79C-1d、79C-2d、79C-3d、79C-4dにおいてそれぞれほぼ "V" 字型構造を有する一対の反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)からなる計4個のリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4を備える。
LED 200a、200b、 200c、200d の光出射窓がリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4の対向反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)と対面するように、LED 200a、200b、 200c、200d はそれぞれ第1、第2、第3、第4の線形導光部分79C-1、79C-2、79C-3、79C-4の中央近辺において後方側面79C-1c、79C-2c、79C-3c、79C-4cと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95Cは、非線形光分配導光体79Cの形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95Cは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2のチャンネル導光部分95C-1、95C-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4のチャンネル導光部分95C-3、95C-4とからなる。
チャンネル導光部材95Cは、更に非線形光分配導光体79Cの形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95C-1、95C-2、95C-3、95C-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95Cのほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95Cと非線形光分配導光体79Cとが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79Cのほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な、又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Cのほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95Cと面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、チャンネル導光部材95Cと面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な、又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Cは、更に複数の光学的チャンネル素子97''と複数のインターポーザー98''とからなり、光学的チャンネル素子97''のそれぞれが隣接するインターポーザー98''によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97''と隣接するインターポーザー98''とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98''は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97''の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98''は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子97''のそれぞれは、第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95C-1、95C-2、95C-3、95C-4でほぼ等しい幅を有する。
インターポーザー98''は第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95C-1、95C-2、95C-3、95C-4でコーナー部と中央部を除きほぼ等しい幅を有する。
従って、光分配用枠型線状導光部材79Cに入ったLED 200a、200b、 200c、200d からの光線は、枠型チャンネル導光部材95Cの光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図90に示すように、導光体ユニット154はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95Cとほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79Cとからなり、これらの導光体30、95C、79Cがこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95C、79Cはこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95C、79Cの二つを複合しても良い。
(第37実施形態)
図99及び図100を参照して本発明の第37実施形態を記述する。
図99は第37実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図100は第37実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図97及び図98を参照して記述した本発明の第36実施形態の一変形である。
図99及び図100に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット155と四つ又は四組のLED 200a、200b、 200c、200d とからなる。
導光体ユニット155はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット155は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79Dとそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95Dとからなる。
非線形導光部材79Dは、その全長に沿って光線を光学的チャンネル導光部材95Dに分配する光分配導光体として機能する。
非線形導光部材79Dは、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79Dは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の導光部分79D-1、79D-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の導光部分79D-3、79D-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79Dは、更に第1、第2、第3、第4の線形導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4のコーナー箇所に四つのコーナー部79D-i、79D-h、79D-j、 79D-k を備え、これらのコーナー部79D-i、79D-h、79D-j、 79D-kにおいて第1、第2、第3、第4の線形導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の線形導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4は後方側面79D-1c、79D-2c、79D-3c、79D-4cと前方側面79D-1d、79D-2d、79D-3d、79D-4dとを有する。
この実施形態では第1、第2、第3、第4のほぼ線形の光分配用導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4はテーパー状の構造を有することに留意されたい。
即ち、第1、第2、第3、第4のほぼ線形の光分配用導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4はテーパー状の後方側面79D-1c、79D-2c、79D-3c、79D-4cを有する。
傾斜したテーパー状の後方側面79D-1c、79D-2c、79D-3c、79D-4cと水平の非テーパー状の前方側面79D-1d、79D-2d、79D-3d、79D-4dとの間の距離は、コーナー部79D-i、79D-h、79D-j、79D-kから第1、第2、第3、第4の線形の導光分配用光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4のほぼ中心に向かって増加するように可変している。
これと異なり、図97と図98を参照して記述した第36実施形態では、後方側面 (79C-1c、79C-2c、79C-3c、79C-4c) と水平の非テーパー状の前方側面 (79C-1d、79C-2d、 79C-3d、79C-4d) との間の距離は、ほぼ等しい。
非線形の光分配用導光部材79Dの第1、第2、第3、第4の線形の導光分配用光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4は、それらの中心近辺で前方側面79D-1d、79D-2d、79D-3d、79D-4dにおいてそれぞれほぼ "V" 字型構造を有する一対の反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)からなる計4個のリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4を備える。
LED 200a、200b、 200c、200d の光出射窓がリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4の対向反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)と対面するように、LED 200a、200b、 200c、200d はそれぞれ第1、第2、第3、第4の線形導光部分79D-1、79D-2、79D-3、79D-4の中央近辺において後方側面79D-1c、79D-2c、79D-3c、79D-4cと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95Dは、非線形光分配導光体79Dの形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95Dは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2のチャンネル導光部分95D-1、95D-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4のチャンネル導光部分95D-3、95D-4とからなる。
チャンネル導光部材95Dは、更に非線形光分配導光体79Dの形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95D-1、95D-2、95D-3、95D-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95Dのほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95Dと非線形光分配導光体79Dとが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79Dのほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な、又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Dのほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95Dと面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、チャンネル導光部材95Dと面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な、又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Dは、更に複数の光学的チャンネル素子97''と複数のインターポーザー98''とからなり、光学的チャンネル素子97''のそれぞれが隣接するインターポーザー98''によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97''と隣接するインターポーザー98''とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98''は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97''の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98''は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子97''のそれぞれは、第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95D-1、95D-2、95D-3、95D-4でほぼ等しい幅を有する。
インターポーザー98''は第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95D-1、95D-2、95D-3、95D-4でコーナー部と中央部を除きほぼ等しい幅を有する。
従って、光分配用枠型線状導光部材79Dに入ったLED 200a、200b、 200c、200d からの光線は、枠型チャンネル導光部材95Dの光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図100に示すように、導光体ユニット155はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95Dとほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79Dとからなり、これらの導光体30、95D、79Dがこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95D、79Dはこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95D、79Dの二つを複合しても良い。
(第38実施形態)
図101及び図102を参照して本発明の第38実施形態を記述する。
図101は第38実施形態の面光源の概略的分解斜視図である。図102は第38実施形態の面光源の概略的平面図である。
この実施形態の面光源は、図93及び図94を参照して記述した本発明の第34実施形態と図97及び図98を参照して記述した本発明の第36実施形態とを組み合わせたものある。
図101及び図102に示すように、この実施形態の面光源は簡単に言うと導光体ユニット156と8
個又は8組のLED 200a、200b、 200c、200d、200e、200f、200g、200h、200e、200f、200g、
200h とからなる。
個又は8組のLED 200a、200b、 200c、200d、200e、200f、200g、200h、200e、200f、200g、
200h とからなる。
この実施形態では8個又は8組のLED 200a、200b、 200c、200d、200e、200f、200g、200h、200e、200f、200g、200hを用いているので、比較的に大きな画面、ディスプレー スクリーンを有する液晶表示装置を均一に照明するバックライト、フロントライトなどの面光源、面照明装置を提供できる。
導光体ユニット156はほぼ透明材料を有する光伝送部材、光伝達性部材からなる。
導光体ユニット156は面照明導光部材30と光分配導光体である非線形導光部材79Eとそれらの間に横方向に挟まれて介在された光学的チャンネル導光部材95Eとからなる。
非線形導光部材79Eは、その全長に沿って光線を光学的チャンネル導光部材95Eに分配する光分配導光体として機能する。
非線形導光部材79Eは、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
本実施形態の非線形導光部材79Eは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2の導光部分79E-1、79E-2 と平行に対向するほぼ線状の第3、第4の導光部分79E-3、79E-4とからなる。
本実施形態の非線形導光部材79Eは、更に第1、第2、第3、第4の線形導光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4のコーナー箇所に四つのコーナー部79E-i、79E-h、79E-j、 79E-k を備え、これらのコーナー部79E-i、79E-h、79E-j、 79E-kにおいて第1、第2、第3、第4の線形導光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4は互いに接続されている。
第1、第2、第3、第4の線形導光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4は後方側面79E-1c、79E-2c、79E-3c、79E-4cと前方側面79E-1d、79E-2d、79E-3d、79E-4dとを有する。
この実施形態では、後方側面 (79C-1c、79C-2c、79C-3c、79C-4c) と前方側面 (79C-1d、79C-2d、 79C-3d、79C-4d) との間の距離は、ほぼ等しい。
非線形の光分配用導光部材79Eの第1、第2、第3、第4の線形の導光分配用光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4は、それらの中心近辺で前方側面79E-1d、79E-2d、79E-3d、79E-4dにおいてそれぞれほぼ "V" 字型構造を有する一対の反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)からなる計4個のリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4を備える。
4個又は4セットのLED 200a、200b、200c、200dの光出射窓がリフレクター40-1、40-2、40-3、40-4の対向反射面 (40-1a、40-1b)、(40-2a、40-2b)、(40-3a、40-3b)、(40-4a、40-4b)と対面するように、LED 200a、200b、 200c、200d、200e、200f、 200g、200h はそれぞれ第1、第2、第3、第4の線形導光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4の中央近辺において後方側面79E-1c、79E-2c、79E-3c、79E-4cと接触又は隣接して配置される。
4個又は4セットの他のLED 200e、200f、 200g、200h の光出射窓がほぼ "V" 字型構造を有する一対の反射面と対面するように、LED 200e、200f、 200g、200h はそれぞれ第1、第2、第3、第4の線形導光部分79E-1、79E-2、79E-3、79E-4の四つの傾斜したコーナー面79E-i、79E-h、79E-j、79E-kと接触又は隣接して配置される。
チャンネル導光部材95Eは、非線形光分配導光体79Eの形状構造と同様に、ほぼ矩形の枠、ほぼ"O" 字型、ループ状又はリング状の形状を持つ環状の導光部材からなる。
チャンネル導光部材95Eは、更に平行に対向するほぼ線状の第1、第2のチャンネル導光部分95E-1、95E-2と平行に対向するほぼ線状の第3、第4のチャンネル導光部分95E-3、95E-4とからなる。
チャンネル導光部材95Eは、更に非線形光分配導光体79Eの形状構造と同様に、第1、第2、第3、第4の導光部分95E-1、95E-2、95E-3、95E-4が全体としてほぼ枠状構造を形成するように互いに接続される。
チャンネル導光部材95Eのほぼ矩形枠型の外側輪郭は、チャンネル導光部材95Eと非線形光分配導光体79Eとが互いに接触、接続、隣接するように、非線形光分配導光体79Eのほぼ矩形枠型の内側輪郭と同一な、又はわずかに小さな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Eのほぼ矩形枠型の内側輪郭は、チャンネル導光部材95Eと面照明導光体30と接触、接続、隣接するように、チャンネル導光部材95Eと面照明導光体30の四つの側面30c、30d、30e、30fで形成するほぼ矩形の輪郭と同一な、又はわずかに大きな寸法を有する。
チャンネル導光部材95Eは、更に複数の光学的チャンネル素子97''と複数のインターポーザー98''とからなり、光学的チャンネル素子97''のそれぞれが隣接するインターポーザー98''によって挟まれるように位置し、光学的チャンネル素子97''と隣接するインターポーザー98''とが全体としてほぼ矩形の枠型のアレイ(整列体) を形成するように交互に配列される。
インターポーザー98''は、ほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる光チャンネル素子97''の屈折率より低い屈折率を有するほぼ透明材料からなる光伝達性固体からなる。
その替わりにインターポーザー98''は、一般的にPMMA、PCのように光伝達固体部材の屈折率より低い屈折率を有する屈折率の値が "1" の空気を用いても良い。
光チャンネル素子97''のそれぞれは、第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95E-1、95E-2、95E-3、95E-4でほぼ等しい幅を有する。
インターポーザー98''は第1、第2、第3、第4のチャンネル導光部分95E-1、95E-2、95E-3、95E-4でコーナー部と中央部を除きほぼ等しい幅を有する。
従って、光分配用枠型線状導光部材79Eに入ったLED 200a、200b、 200c、200d、200e、200f、 200g、200h からの光線は、枠型チャンネル導光部材95Eの光出射側面のほぼ全ての長さにわたってほぼ均一な輝度を有する光線となって出射し、その出射光線は四つの光入射側面30b、30c、30e、30fから面照明導光部材30の内部に導入される。
それにより、面照明導光部材30の面照明表面30aのほぼ全面にわたってほぼ均一な輝度を有する照明を得ることができる。
図102に示すように、導光体ユニット156はほぼ矩形の面照明導光体30とほぼ矩形の枠型チャンネル導光体95Eとほぼ矩形の枠型非線形光分配導光体79Eとからなり、これらの導光体30、95E、79Eがこれらの順序で唯一の統合複合ユニットを形成するように互いに接続されている。
その替わりに、これらの導光体30、95E、79Eはこれらの順序で互いに接触して配置しても、導光体30、95E、79Eの二つを複合しても良い。
以上に記述した本発明の各種の実施形態から明らかなように、本発明の面光源、面照明装置は、発光ダイオードなどの比較的に少数の、又は最小限の個数の点光源を用いて、面照明導光部材の面照明表面のほぼ全領域にわたって比較的に高い輝度を有するほぼ均一な輝度の光線を出射させることができる。
本発明の面光源、面照明装置は、典型的にはバックライト又はフロントライトとして液晶表示装置、液晶ディスプレーなどの液晶装置と組み合わせて用いることができる。
更に本発明の面光源、面照明装置は、照明機器、時計の照明装置、フィルム ビューワー、夜間照明灯、光るポスター、非常灯などの他の種々の照明に応用できる。
更に本発明の面光源、面照明装置は、照明機器、時計の照明装置、フィルム ビューワー、夜間照明灯、光るポスター、非常灯などの他の種々の照明に応用できる。
更に本発明の面光源、面照明装置は、エレクトロ クロミック装置、エレクトロ クロミック表示装置、プラズマ アドレス液晶表示装置などの非発光又は受動型表示装置に用いることができる。
以上に添付図面を参照して本発明の各種の実施形態、実施例を記述したが、本発明はこれらの実施の形態、実施例に限定されず、本発明の精神と特許請求の範囲に基づいて各種の変形、設計変更および改良が可能であることに留意されたい。
１００・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット(light guide unit)
１０１A・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１B・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１C・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１D・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１Ｅ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１Ｆ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０A・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０B・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０C・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０D・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３７・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３９・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３９Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４７・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４８・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４９・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
２００・・・発光ダイオード、LED
２００a・・・発光ダイオード、LED
２００b・・・発光ダイオード、LED
２００c・・・発光ダイオード、LED
２００d・・・発光ダイオード、LED
２００e・・・発光ダイオード、LED
２００f・・・発光ダイオード、LED
２００g・・・発光ダイオード、LED
２００f・・・発光ダイオード、LED
２００−１・・・発光ダイオード、LED
２００−２・・・発光ダイオード、LED
２００−n・・・発光ダイオード、LED
２２０・・・液晶表示装置、液晶ディスプレー (liquid crystal display)、LCD
１０・・・光分配導光部材 (distributing light guide member)、光分配導光体
１２・・・光分配導光部材、光分配導光体
１３・・・光分配導光部材、光分配導光体
１４・・・光分配導光部材、光分配導光体
１５・・・光分配導光部材、光分配導光体
１７・・・光分配導光部材、光分配導光体
６８・・・光分配導光部材、光分配導光体
６９・・・光分配導光部材、光分配導光体
７０・・・光分配導光部材、光分配導光体
７０'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７４・・・光分配導光部材、光分配導光体
７４'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７5・・・光分配導光部材、光分配導光体
７６・・・光分配導光部材、光分配導光体
７６'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７７・・・光分配導光部材、光分配導光体
７７'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７８・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｂ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｃ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｄ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｅ・・・光分配導光部材、光分配導光体
１０a・・・光分配導光部材の第1の表面
１０b・・・光分配導光部材の第2の表面
１０c・・・光分配導光部材の第1の側面 (後方側面)
１０d・・・光分配導光部材の第2の側面 (前方側面)
１０e・・・光分配導光部材の第1の端面
１０f・・・光分配導光部材の第2の端面
２０・・・チャンネル ライトガイド (optical channel light guide element)
、光学的チャンネル ライトガイド部材 (optical channel light guide member)
２０'・・・チャンネル ライトガイド
２０A・・・チャンネル ライトガイド
２０B・・・チャンネル ライトガイド
２０C・・・チャンネル ライトガイド
２０D・・・チャンネル ライトガイド
２０E・・・チャンネル ライトガイド
２０F・・・チャンネル ライトガイド
２１・・・光学的チャンネル導光素子 (optical channel light guide element)、光学的コア (optical core)
２３・・・チャンネル ライトガイド
２３'・・・チャンネル ライトガイド
２６・・・チャンネル ライトガイド
２９・・・チャンネル ライトガイド
５９・・・チャンネル ライトガイド
６０・・・ チャンネル ライトガイド
６５・・・ チャンネル ライトガイド
６８・・・ チャンネル ライトガイド
６９・・・ チャンネル ライトガイド
８０・・・ チャンネル ライトガイド
８３・・・ チャンネル ライトガイド
８６・・・ チャンネル ライトガイド
８９・・・ チャンネル ライトガイド
９２・・・ チャンネル ライトガイド
９２a・・・ チャンネル ライトガイド
９５・・・ チャンネル ライトガイド
９５'・・・ チャンネル ライトガイド
９５C・・・ チャンネル ライトガイド
９５D・・・ チャンネル ライトガイド
９５E・・・ チャンネル ライトガイド
２０a・・・チャンネル ライトガイドの第1の表面
２０b・・・チャンネル ライトガイドの第2の表面
２０c・・・チャンネル ライトガイドの第1の側面 (後方側面)
２０d・・・チャンネル ライトガイドの第2の側面 (前方側面)
２２・・・インターポーザー (interposer、介在体)、光学的クラッド (optical clad)
３０・・・面照明導光部材 (surface lighting light guide member)
、面照明導光体、面照明ライトガイド (surface lighting light guide)
３０a・・・面照明導光部材の第1の表面 (前方表面、照明表面)
３０b・・・面照明導光部材の第2の表面 (後方表面)
３０c・・・面照明導光部材の第1の側面
３０d・・・面照明導光部材の第2の側面
３０e・・・面照明導光部材の第3の側面
３０f・・・面照明導光部材の第4の側面
４０・・・リフレクター (reflector、反射鏡)
４０a・・・リフレクターの第1の反射面
４０b・・・リフレクターの第2の反射面
４１・・・リフレクター
４１Ａ・・・反射膜、反射層
４２・・・リフレクター
４４・・・リフレクター
４６・・・リフレクター
４８・・・リフレクター
４８'・・・リフレクター
５０・・・光散乱部、光散乱パターン
５０a・・・光散乱部、光散乱パターン
５０b・・・光散乱部、光散乱パターン
５０c・・・光散乱部、光散乱パターン
５２・・・光散乱板、光散乱フィルム、光反射板、光反射フィルム
１０１A・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１B・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１C・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１D・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１Ｅ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１０１Ｆ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０A・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０B・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０C・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１１０D・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２３Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１２４Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３７・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ｂ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３８Ｃ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３９・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１３９Ａ・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４７・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４８・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１４９・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５０・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５１・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５２・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５３・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５４・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５５・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
１５６・・・導光ユニット、ライトガイド・ユニット
２００・・・発光ダイオード、LED
２００a・・・発光ダイオード、LED
２００b・・・発光ダイオード、LED
２００c・・・発光ダイオード、LED
２００d・・・発光ダイオード、LED
２００e・・・発光ダイオード、LED
２００f・・・発光ダイオード、LED
２００g・・・発光ダイオード、LED
２００f・・・発光ダイオード、LED
２００−１・・・発光ダイオード、LED
２００−２・・・発光ダイオード、LED
２００−n・・・発光ダイオード、LED
２２０・・・液晶表示装置、液晶ディスプレー (liquid crystal display)、LCD
１０・・・光分配導光部材 (distributing light guide member)、光分配導光体
１２・・・光分配導光部材、光分配導光体
１３・・・光分配導光部材、光分配導光体
１４・・・光分配導光部材、光分配導光体
１５・・・光分配導光部材、光分配導光体
１７・・・光分配導光部材、光分配導光体
６８・・・光分配導光部材、光分配導光体
６９・・・光分配導光部材、光分配導光体
７０・・・光分配導光部材、光分配導光体
７０'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７４・・・光分配導光部材、光分配導光体
７４'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７5・・・光分配導光部材、光分配導光体
７６・・・光分配導光部材、光分配導光体
７６'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７７・・・光分配導光部材、光分配導光体
７７'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７８・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９'・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｂ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｃ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｄ・・・光分配導光部材、光分配導光体
７９Ｅ・・・光分配導光部材、光分配導光体
１０a・・・光分配導光部材の第1の表面
１０b・・・光分配導光部材の第2の表面
１０c・・・光分配導光部材の第1の側面 (後方側面)
１０d・・・光分配導光部材の第2の側面 (前方側面)
１０e・・・光分配導光部材の第1の端面
１０f・・・光分配導光部材の第2の端面
２０・・・チャンネル ライトガイド (optical channel light guide element)
、光学的チャンネル ライトガイド部材 (optical channel light guide member)
２０'・・・チャンネル ライトガイド
２０A・・・チャンネル ライトガイド
２０B・・・チャンネル ライトガイド
２０C・・・チャンネル ライトガイド
２０D・・・チャンネル ライトガイド
２０E・・・チャンネル ライトガイド
２０F・・・チャンネル ライトガイド
２１・・・光学的チャンネル導光素子 (optical channel light guide element)、光学的コア (optical core)
２３・・・チャンネル ライトガイド
２３'・・・チャンネル ライトガイド
２６・・・チャンネル ライトガイド
２９・・・チャンネル ライトガイド
５９・・・チャンネル ライトガイド
６０・・・ チャンネル ライトガイド
６５・・・ チャンネル ライトガイド
６８・・・ チャンネル ライトガイド
６９・・・ チャンネル ライトガイド
８０・・・ チャンネル ライトガイド
８３・・・ チャンネル ライトガイド
８６・・・ チャンネル ライトガイド
８９・・・ チャンネル ライトガイド
９２・・・ チャンネル ライトガイド
９２a・・・ チャンネル ライトガイド
９５・・・ チャンネル ライトガイド
９５'・・・ チャンネル ライトガイド
９５C・・・ チャンネル ライトガイド
９５D・・・ チャンネル ライトガイド
９５E・・・ チャンネル ライトガイド
２０a・・・チャンネル ライトガイドの第1の表面
２０b・・・チャンネル ライトガイドの第2の表面
２０c・・・チャンネル ライトガイドの第1の側面 (後方側面)
２０d・・・チャンネル ライトガイドの第2の側面 (前方側面)
２２・・・インターポーザー (interposer、介在体)、光学的クラッド (optical clad)
３０・・・面照明導光部材 (surface lighting light guide member)
、面照明導光体、面照明ライトガイド (surface lighting light guide)
３０a・・・面照明導光部材の第1の表面 (前方表面、照明表面)
３０b・・・面照明導光部材の第2の表面 (後方表面)
３０c・・・面照明導光部材の第1の側面
３０d・・・面照明導光部材の第2の側面
３０e・・・面照明導光部材の第3の側面
３０f・・・面照明導光部材の第4の側面
４０・・・リフレクター (reflector、反射鏡)
４０a・・・リフレクターの第1の反射面
４０b・・・リフレクターの第2の反射面
４１・・・リフレクター
４１Ａ・・・反射膜、反射層
４２・・・リフレクター
４４・・・リフレクター
４６・・・リフレクター
４８・・・リフレクター
４８'・・・リフレクター
５０・・・光散乱部、光散乱パターン
５０a・・・光散乱部、光散乱パターン
５０b・・・光散乱部、光散乱パターン
５０c・・・光散乱部、光散乱パターン
５２・・・光散乱板、光散乱フィルム、光反射板、光反射フィルム
Claims (9)
- 少なくとも一つの点光源と、
面状の光出射表面とＩ字状からなる線状の光入射部またはＬ字状、Ｕ字状または環状からなる非線形の光入射部とを有する面照明導光部材と、
光入射端面と光出射端面と側壁とを有するライトパイプを構成し、屈折率分布を有せず一定の屈折率を有する光学的コアの複数を前記線状または前記非線形に配列してファイバー光学的チャンネル整列体を構成するチャンネル導光部材と、
前記光学的コアと対向し光出射部となる第一の部分と前記光学的コアと対向しない第二の部分とを交互に配置した第一の面と、前記第一の面と対向する第二の面と、少なくとも一つの受光部分を有し、前記受光部分で受光した前記点光源からの点状光線を前記線状または前記非線形の光線に変換し、前記線状または前記非線形に延長された光線変換用導光部材を備え、
前記チャンネル導光部材を、前記面照明導光部材と前記光線変換用導光部材との間に隣接、接触または接続して配置した、点光源を用いた面光源。
- 少なくとも一つの点光源と、
面状の光出射表面とＩ字状からなる線状の光入射部またはＬ字状、Ｕ字状または環状からなる非線形の光入射部とを有する面照明導光部材と、
光入射端面と光出射端面と側壁とを有するライトパイプを構成し、屈折率分布を有せず一定の屈折率を有する光学的コアの複数を前記線状または前記非線形に配列してファイバー光学的チャンネル整列体を構成するチャンネル導光部材と、
前記光学的コアと対向し光出射部となる第一の部分と前記光学的コアと対向しない第二の部分とを交互に配置した第一の面と、前記第一の面と対向する第二の面と、少なくとも一つの受光部分を有し、前記受光部分で受光した前記点光源からの点状光線を前記線状または前記非線形の光線に変換し、前記線状または前記非線形に延長された光線変換用導光部材を備え、
前記チャンネル導光部材を、前記面照明導光部材と前記光線変換用導光部材との間に隣接、接触または接続して配置し、
隣り合う前記光学的コアのピッチまたは前記光学的コアの幅は変化し、
前記ピッチは前記光線変換用導光部材の前記受光部分からの距離に従って減少し、前記光学的コアの幅は前記光線変換用導光部材の前記受光部分からの距離に従って増加する、点光源を用いた面光源。
- 少なくとも一つの点光源と、
面状の光出射表面とＩ字状からなる線状の光入射部またはＬ字状、Ｕ字状または環状からなる非線形の光入射部とを有する面照明導光部材と、
光入射端面と光出射端面と側壁とを有するライトパイプを構成し、屈折率分布を有せず一定の屈折率を有する光学的コアの複数を前記線状または前記非線形に配列してファイバー光学的チャンネル整列体を構成するチャンネル導光部材と、
前記光学的コアと対向し光出射部となる第一の部分と前記光学的コアと対向しない第二の部分とを交互に配置した第一の面と、前記第一の面と対向する第二の面と、少なくとも一つの受光部分を有し、前記受光部分で受光した前記点光源からの点状光線を前記線状または前記非線形の光線に変換し、前記線状または前記非線形に延長された光線変換用導光部材を備え、
前記チャンネル導光部材を、前記面照明導光部材と前記光線変換用導光部材との間に隣接、接触または接続して配置し、
隣り合う前記光学的コアのピッチまたは前記光学的コアの幅はほぼ等しく、
前記光線変換用導光部材は、前記光学的コアの前記光入射端面と対向するほぼ水平をなす水平面と、前記水平面と対向する傾斜面を有するテーパー状の構造を備え、前記水平面と前記傾斜面との間隔が前記光線変換用導光部材の前記受光部分からの距離に従って減少する、点光源を用いた面光源。
- 更に、固体状の光学的クラッドを備え、
前記光学的クラッドは、前記側壁に配置され、または隣接する前記光学的コアの側壁間に配置され、または前記チャンネル導光部材と対向する前記光線変換用導光部材の面における前記光学的コアが存在しない箇所に配置され、
前記光学的クラッドは、（ａ）前記光学的コアまたは前記光線変換用導光部材よりも屈折率の低い固体、（ｂ）光散乱性固体、（ｃ）前記固体からなる固体フィルム、（ｄ）光散乱性フィルム、（ｅ）反射金属フィルム、（ｆ）前記固体フィルムとその上に配置された反射金属フィルム、および（ｇ）ハーフミラー・フィルムからなる群から選択された、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の、点光源を用いた面光源。
- 更に、前記受光部分と対向して前記光線変換用導光部材の線状部分に配置した少なくとも一つの反射手段を備え、
前記反射手段により、前記受光部分で入射した前記点光源からの光線を反射させ、この反射光線を前記線状部分に沿って進行させる、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の、点光源を用いた面光源。
- 前記反射手段がほぼＶ字型の形状の対向反射面を有し、
前記反射手段が（ａ）前記光線変換用導光部材の前記第一の面に形成された一対の傾斜反射面、（ｂ）前記光線変換用導光部材の内部に形成された一対の傾斜反射面を有するほぼ三角形状の開口部、（ｃ）前記光線変換用導光部材の屈折率より低い屈折率を有する透明フィルム、光散乱フィルム、光反射フィルム、反射鏡フィルムまたはハーフミラー・フィルムからなる光調節部材を形成した前記傾斜反射面、（ｄ）階段状の形状を有する前記傾斜反射面および（ｅ）放物線状の形状を有する前記傾斜反射面からなる群から選択される、請求項５に記載の、点光源を用いた面光源。
- 前記光線変換用導光部材が少なくとも一つの端面および、またはコーナー面を有し、
前記端面および、または前記コーナー面を前記受光部分とし、
前記端面は、前記線状、前記Ｌ字型または前記Ｕ字型を有する前記光線変換用導光部材の端面であり、
前記コーナー面は、前記Ｌ字型、前記Ｕ字状または前記環状を有する前記光線変換用導光部材の交点近辺に配置された、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の、点光源を用いた面光源。
- 前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材とからなる導光体ユニットであって、
（ａ）前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材の２部材、
（ｂ）前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の２部材、または
（ｃ）前記面照明導光部材と前記チャンネル導光部材と前記光線変換用導光部材の３部材を、隣接、接触または接続して配置した、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の前記点光源を用いた面光源に使用される、導光体ユニット。
- 前記導光体ユニットにおける前記２部材または前記３部材を接続して一体化し、
前記一体化が、レーザー切断法、射出成型法、注型成型法および圧縮成型法からなる群から選択された製法により行われる、請求項８に記載の、導光体ユニット。
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