JP4172008B2 - 面光源装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導灯や液晶や広告等の表示装置のバックライトなどに用いられる面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１３は例えば特開平１１−２２４０５８号公報に示された従来の面光源装置の斜視図、図１４は断面図である。図１３，１４に示すように光源１２と導光板１とプリズムシート３から構成され、プリズムシート３はその導光板１の出射面１ａに対向する側の面にプリズムが鋸歯状に並んだようなプリズム列３ａが導光板１の入光面１ｃに対して平行に形成され、導光板１はその出射面１ａとは反対側の面（下面）に配置され、導光板１の背面１ｂ側に反射シート４が設けられている。なお、１１は光源の反射板である。
【０００３】
この構成において、光源１２からの光は導光板１に入射して導光板１内部を全反射しながら導光し、導光板１の背面１ｂにより出射面１ａ側に反射され、出射面１ａより出射し、プリズムシート３の下面のプリズム列３ａの一つのプリズムの二等辺的な２つの平面部の内で左辺部分から入射した光が右辺部分で全反射し、プリズムシート３の上面から上方に出射する。
この出射光は、導光板１及びプリズムシートのプリズム列による屈折、全反射での変角作用により、導光板１の入光面１ｃに対して垂直な方向での指向性が高い光となるため、高輝度を得ることができるものであり、図１５に示すように導光板１の背面１ｂにプリズム列１３を形成したものは、より指向性が高い光となり、高輝度を得ることができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導光板１の入光面１ｃに対して平行な方向の配光特性は、導光板１中を伝播する光の導光板１の出射面１ａと平行な方向の広がりに依存する。導光板１の出射面１ａと平行な方向の広がりは、図１６に示すように、光源１２から導光板１の屈折率が空気の屈折率よりも大きいことにより、導光板１の入光面１ｃから入光した光の広がりは空気中より狭くなる。このため、導光板１の入光面１ｃに対して平行な方向に対しては広い配光を要する、液晶ディスプレイ用バックライトや誘導灯、広告表示装置等には不向きであるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、高輝度かつ広い配光特性を有し、視認性の高い面光源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による面光源装置は、少なくとも１つの側面を入光面とし、その入光面に稜線方向が厚さ方向、かつ、前記稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状のプリズム列を略連続するように形成され、この入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度とする導光板と、前記導光板の入光面に対向して設けられ、前記入光面のプリズム列の複数の凸部の頂部を結ぶ直線と略平行となるように所定空間を保ってほぼ直線上に配列された複数の点状の光源と、前記導光板の出射面側に設けられ、稜線方向が前記導光板の入光面と平行なプリズム列を形成したプリズムシートと、を備える。
【０００９】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと先端の丸みの半径ｒの比を、０≦ｒ／ｐ≦０．３としたものである。
【００１０】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列を、その稜線に直交する面での断面形状が略台形形状としたものである。
【００１１】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと斜面以外の平坦部の長さＬの比を、０≦Ｌ／ｐ≦０．４としたものである。
【００１２】
また、プリズムシートの上に、表示面の透過率が中央部分が高く、両端部分が低い表示板を具備し、導光板の入光面のプリズム列を、前記表示板の前記両端部分に対応する前記入光面に設け、前記表示板の前記中央部に対応する入光面を平面とすることにより、表示装置として用いるものである。
【００１３】
また、光源を、ＬＥＤとしたものである。
【００１４】
また、表示板を具備することにより、表示装置として用いるものである。
【００１５】
また、表示装置を誘導灯としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す面光源装置の斜視図、図２は面光源装置の導光板のプリズム列の断面形状図、図３は面光源装置の配光特性の説明図である。
図１において、１は導光板であり、光透過率の高い透明アクリル樹脂または透明ポリカーボネイト樹脂からなり、光の出射面１ａあるいは出射面１ａに対向する背面１ｂのいずれか一方ないし両方に拡散反射部が設けられている。拡散反射部はドットパターンや一体成形でつくられたランダムな粗面あるいは微小な球面等で構成されている。２は導光板１の一側面に設けた入光面１ｃに対向して配置された光源であり、ＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられる。７は基板である。
【００１７】
３は導光板１の出射面１ａに対向して配置されたプリズムシートであり、導光板１の出射面１ａに対向する面に一方向のプリズム列を有し、そのプリズム列の稜線方向は導光板１の入光面１ｃと略平行である。５は導光板１の入光面１ｃに形成されたプリズム列であり、その稜線が導光板１の厚さ方向であり稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状である。
Ａは導光板１の入光面１ｃと平行な面であり、Ｎはプリズムシート３に垂直な法線、θは法線Ｎと斜め方向の出射光の角度を示す。
【００１８】
図２はプリズム列の断面形状が略三角形状の例を示すが、（ａ）は山側と谷側の斜面のなす角がαの三角形状、（ｂ）は（ａ）の山側の先端を半径ｒの丸みとしたもの、（ｃ）は（ａ）の谷側の先端に丸みつけたもの、（ｄ）は（ａ）の山側の先端を半径ｒ１の丸み、谷側を半径ｒ２の丸みとしたもの、（ｅ）は（ａ）の谷側を長さＬの平坦部としたものである。
【００１９】
この構成において、光源２から出た光は、導光板１の入光面１ｃのプリズム列５から入射して導光板１中で反射を繰り返しながら一部は出射面１ａから出射し、一部はさらに伝播していく。導光板１の出射面１ａから出た光はプリズムシート３のプリズム列３ａの一辺部分から入射し他辺部分で全反射してプリズムシート上面から外部へ出射する。
【００２０】
ここで、本発明の配光特性について図３により説明する。図３（ａ）は従来例で示した導光板１の入光面１ｃが平面の場合、図３（ｂ）は本発明の導光板１の入光面１ｃにプリズム列があるものである。
導光板１からの出射光の入光面１ｃと平行な方向（図１のＡ面）の配光特性は、導光板１の入射光の出射面１ａと平行な方向の配光特性に依存するため、導光板１からの出射光を入光面１ｃと平行な方向に広げるためには、導光板１の入射光を出射面１ａと平行な方向に広げる必要がある。
【００２１】
導光板１の入光面１ｃが平面の場合、導光板１の屈折率が空気の屈折率よりも大きいので、図３（ａ）に示すように導光板１に入光した光が、導光板１の内側方向に屈折し、光の広がりは空気中より狭くなる。しかし、入光面１ｃに略三角形状のプリズム列５を設けることで、導光板１の入光面１ｃのプリズム列５に入光した光において、プリズム５の面にほぼ垂直に入光した光は内側に屈折せず、また、プリズム５の面に入射する角度によっては外側に屈折するた光もあるため、導光板１に入光した光を導光板１の出射面１ａと平行な方向に広げることができるため、導光板１からの出射光は入光面１ｃと平行な方向に広がり、斜め方向の輝度が高くなることで視認性が良くなる。
【００２２】
このような配光特性により、本実施の形態の構成において、拡散反射面を有する導光板１から出射した光は、導光板１の入光面１ｃと出射面１ａに垂直な平面内においては、出射面１ａに対して斜め方向に出射する光が多くなり、このままでは出射面１ａの正面方向からの輝度が低い。しかし、プリズムシートは導光板１の入光面１ｃと出射面１ａに垂直な平面において出射面１ａに対して斜め方向の光を出射面１ａの垂線方向に偏向させてプリズムシート上面から外部へ出射させる。これにより出射面１ａ正面方向の輝度を高くすることができる。
【００２３】
また、光源２をＬＥＤとしたので、指向性が高いため導光板１への入射効率は高くなる。例えば、冷陰極ランプの場合で約８５％、ＬＥＤの場合で約９０％である。従って、高輝度な面光源装置を得ることができる。しかし指向性が高いがゆえに入光面１ｃが平面の場合は導光板１に入射した光の広がりは狭く、本装置から外部に出る光は導光板１の入光面１ｃと平行な方向の面Ａにおいて狭い配光となってしまう。しかし、入光面１ｃに上記プリズム列を設けることで本装置から外部に出る光を導光板１の入光面１ｃと平行な方向の面Ａにおいて広い配光とすることができる。
【００２４】
以上のように、プリズムがその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形であることで、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の広がりを、１つのパラメータα（斜面のなす角）で制御可能である。また、略三角形であることで導光板１の入光面１ｃの長さ全てに斜面を形成することができ、プリズムシートからの出射光を導光板１の入光面１ｃと平行な方向により広げることができ、広い配光を得ることができるため、視認性を高くすることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、プリズムはその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形の場合を示したが、形状はこれに限定するものではなく、プリズムの稜線方向が導光板１の厚さ方向であれば特に限定しない。
また、光源２にＬＥＤを使用したが冷陰極ランプ等も用いられる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、実施の形態１で示した面光源装置において、導光板の入光面のプリズムの２つの斜面のなす角度の適切な範囲について示すものである。
図４は導光板の出射面１ａの法線に対する角度とフラットな入光面での正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図、図５、６はプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【００２７】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃ形状が、平面の場合と、入光面１ｃに三角形のプリズム列が設けられておりその２つの斜面のなす角度αが６０度、１００度、１２０度、１８０度（フラットな入光面）の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。即ち、導光板１の入光面１ｃ形状が、平面の場合と、入光面１ｃに三角形のプリズム列が設けられておりその２つの斜面のなす角度が６０度、１００度、１２０度、１８０度（フラットな入光面）の各々の場合について、フラットな入光面（α＝１８０度）での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００２８】
その結果、図４に示すように入光面１ｃに三角プリズム列を設けている場合は、入光面１ｃが平面の場合と比べて出射面１ａの法線Ｎに対して斜め方向の輝度が高くなっている。また、三角プリズム列の２つの斜面のなす角度αが小さくなるほど斜め方向の輝度が高くなる。しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。
ここで、視認性を考えると、出射面１ａの法線Ｎ方向の正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３（（ｃｏｓ６０°）1.6）以上が望ましく、また、正面輝度が斜め方向６０度の輝度に対して相対的に低くなると視認性が悪くなる。よって、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３以上１以下が望ましい。
【００２９】
そこで、プリズムの２つの斜面のなす角度αが６０度、１００度、１２０度、１８０度について、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比との関係を図６にまとめた。この結果、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３以上１以下となるのは、６０度、１００度、１２０度であった。
このように、角度αは約６０度から約１２０度の範囲が望ましい。
【００３０】
以上のように、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。また、プリズムのその稜線方向の断面形状が三角形状であり、プリズムシートからの出射光の配光を１つのパラメータαで簡単に制御できる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、略三角形状のうち先端の丸みのあるもので、導光板の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径の適切な関係を示すものである。
図７は導光板の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度とプリズムの先端の丸みの半径が０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図、図８はプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐとプリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【００３２】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃのプリズム形状が図２（ｂ）に示す先端の丸みのあるものにおいて、導光板１の入光面１ｃのプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０の場合と、０．２と０．３の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。
即ち、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０の場合と、０．２と０．３の場合について、導光板１の出射面１ａの法線に対する角度θを変え、ｒ＝０での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００３３】
その結果、図７に示すように、プリズム列のピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが小さくなるほど出射面１ａの法線に対して斜め方向の輝度が高くなる。しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。ｒ＝０の場合が設計が容易だが、製造上はある程度先端の丸みがある方が望ましい。しかし、視認性を考えるとｒ＝０として設計した際の輝度に対する差が小さい方が望ましく、その差がｒ＝０の時の輝度に対して２０％以内であれば視認性に問題ない。
【００３４】
そこで、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０、０．２と０．３の場合について、プリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比の関係を図８にまとめた。この結果、輝度差の比が２０％（０．２）以内となるのはプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０、０．２と０．３の場合であった。
このように、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐは０≦ｒ／ｐ≦０．３の範囲が望ましい。
ここで、プリズムの丸みは、先端にある場合の他に、斜面下側にあってもよく、その両方にあってもよく、図２（ｄ）に示すように両方にある場合は０≦（ｒ１＋ｒ２）／ｐ≦０．３の範囲となる。
【００３５】
また、図２（ｅ）に示すように、山側の斜面のなす角がαの三角形状、谷側が長さＬの平坦部の場合、その両斜面のなす角αと平坦部の長さＬで、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、よりきめ細かな制御が可能になる。
【００３６】
以上のように、製造が容易となり安価で、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００３７】
また、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐを変え、入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム列形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略台形の場合について、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さの比の適切な関係を示すものである。
【００３９】
図９はプリズム列の断面形状が略台形の例を示す図、図１０は導光板の入光面のプリズムのピッチｐと平坦部の長さの比Ｌ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度と平坦部の長さＬが０のときの正面輝度を基準とした時の相対強度Ｂとの関係を示す図、図１１はプリズムのピッチｐと平坦部Ｌの比Ｌ／ｐと平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【００４０】
図９において、（ａ）はプリズム列の稜線に垂直な面での断面形状が略台形で、両斜面のなす角がβで、斜面上側に長さＬの平坦部があるものである。
（ｂ）は斜面上側に長さＬ１、斜面下側に長さＬ２の平坦部があるものである。
【００４１】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃのプリズム形状が図９（ａ）に示す略台形のものにおいて、導光板１の入光面１ｃのプリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが０の場合と、０．２と０．４の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。
【００４２】
即ち、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが０の場合と、０．２と０．４の場合について、導光板１の出射面１ａの法線に対する角度θを変え、Ｌ＝０での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００４３】
その結果、図１０に示すように、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが小さくなるほど出射面１ａの法線に対して斜め方向の輝度が高くなる。
しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。Ｌ＝０の場合が設計が容易だが、製造上はある程度平坦部がある方が望ましい。しかし、視認性を考えるとＬ＝０として設計した際の輝度に対する差が小さい方が望ましく、その差がＬ＝０の時の輝度に対して２０％以内であれば視認性に問題ない。
【００４４】
そこで、プリズムのピッチｐと平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐの比Ｌ／ｐが０、０．２と０．４の場合について、プリズムの平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度に対する輝度差の比の関係を図１１にまとめた。
この結果、輝度差の比が２０％（０．２）以内となるのはＬ／ｐが０、０．４の場合であった。
このように、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐは０≦Ｌ／ｐ≦０．４の範囲が望ましい。
そして、この範囲になるように、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬを変化させて、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００４５】
ここで、プリズム１ピッチ内の平坦部は、斜面の上側と下側の両方にあってもよく、その場合は０≦（Ｌ１＋Ｌ２）／ｐ≦０．４の範囲となる。
そして、この範囲になるように、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬ１と斜面下側の平坦部の長さＬ２を変化させて、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、よりきめ細かな制御が可能になる。
【００４６】
以上のように、製造が容易となり安価で、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
また、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬを変化させて、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐを変え、入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００４７】
実施の形態５．
本実施の形態は実施の形態１〜４に示した面光源装置のプリズムシートの上に表示板を設置して誘導灯としたものである。
図１２は実施の形態５を示す誘導灯の構成図である。
図１２において実施の形態１の図１と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。９は表示板、Ａは表示板の中央部分に透過率が高い部分であり、例えば白色部分である。Ｂは両端部分に透過率が低い部分であり、例えば、緑色部分である。８は表示板９のＡに対応する導光板１の入光面１ｃの平面部、１０は表示板９のＢに対応する導光板１の入光面１ｃに形成されたプリズム列である。
【００４８】
この構成は、表示板の表示面に透過率の高い部分と低い部分とが混在する場合、高輝度な表示面を得るためには、できるだけ表示板の透過率の高い部分に面光源装置からの出射光を集める方が望ましいとき用いられる。
この構成において、入光面１ｃの両端部分から入射した光はプリズム列１０により入光面１ｃが平面の場合より広がって伝播して出射し、表示面中央部分の透過率の高い部分Ａからより多く出射する。また、入光面１ｃの中央部分の平面部８から入射した光はあまり広がらずに伝播して出射し、表示面の中央部分の透過率の高い部分Ａからより多く出射する。従って、入光面１ｃが全部平面の場合と比べてより多くの光が表示面の透過率の高い部分Ａを透過することで高輝度な表示面を得ることができる。
【００４９】
以上のように、導光板の入光面のプリズム列を入光面の一部分に設けたので、出射面上の所望の位置に入射光を導くことができ、かつ入光面に平行な方向の配光が広くなり、高輝度で視認性を高くすることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では誘導灯について示したが、表示灯、広告灯等の表示装置にも使用でき、同様な効果をえることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明による面光源装置は、少なくとも１つの側面を入光面とし、その入光面に稜線方向が厚さ方向、かつ、前記稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状のプリズム列を略連続するように形成され、この入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度とする導光板と、前記導光板の入光面に対向して設けられ、前記入光面のプリズム列の複数の凸部の頂部を結ぶ直線と略平行となるように所定空間を保ってほぼ直線上に配列された複数の点状の光源と、前記導光板の出射面側に設けられ、稜線方向が前記導光板の入光面と平行なプリズム列を形成したプリズムシートと、を備えたので、入光面に平行な方向の配光を制御することができ、入光面に平行な方向の配光が広くなり、広い配光を得ることができるため、視認性を高くすることができる。
また、導光板の出放射面の正面方向の輝度を高くすることができる。
【００５３】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度としたので、入光面に平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００５４】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと先端の丸みの半径ｒの比を、０≦ｒ／ｐ≦０．３としたので、製造が容易となり安価で視認性を高くすることができる。
【００５５】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列を、その稜線に直交する面での断面形状が略台形形状としたので、製造が容易となり安価で視認性を高くすることができる。
【００５６】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと斜面以外の平坦部の長さＬの比を、０≦Ｌ／ｐ≦０．４としたので、入光面に平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００５７】
また、プリズムシートの上に、表示面の透過率が中央部分が高く、両端部分が低い表示板を具備し、導光板の入光面のプリズム列を、前記表示板の前記両端部分に対応する前記入光面に設け、前記表示板の前記中央部に対応する入光面を平面とすることにより、表示装置として用いるので、出射面上の所望の位置に入射光を導くことができ、かつ入光面に平行な方向の配光が広くなり、高輝度で視認性を高くすることができる。
【００５８】
また、光源を、ＬＥＤとしたので、導光板への入射効率が高くなり、高輝度にすることができる。
【００５９】
また、表示板を具備することにより、表示装置として用いるので、高輝度で視認性の高い表示装置を得ることができる。
【００６０】
また、表示装置を誘導灯としたので、高輝度で視認性の高い誘導灯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の導光板のプリズム列の断面形状図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の配光特性の説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板の出射面の法線に対する角度とフラットな入光面での正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板のプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板のプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態３を示す面光源装置の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度とプリズムの先端の丸みの半径が０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態３を示す面光源装置のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐとプリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置のプリズム列の断面形状が略台形の例を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置の導光板の入光面のプリズムのピッチｐと平坦部の長さの比Ｌ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度と平坦部の長さＬが０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置のプリズムのピッチｐと平坦部Ｌの比Ｌ／ｐと平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【図１２】 本発明の実施の形態５を示す面光源装置の構成図である。
【図１３】 従来の面光源装置の斜視図である。
【図１４】 図１３の断面図である。
【図１５】 従来の面光源装置の断面図である。
【図１６】 従来の面光源装置の配光特性の説明図である。
【符号の説明】
１ 導光板、１ａ 出射面、１ｃ 入光面、２ 光源部、３ プリズムシート、３ａ プリズムシートのプリズム列、５、１０ 導光板のプリズム列、９ 表示板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導灯や液晶や広告等の表示装置のバックライトなどに用いられる面光源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１３は例えば特開平１１−２２４０５８号公報に示された従来の面光源装置の斜視図、図１４は断面図である。図１３，１４に示すように光源１２と導光板１とプリズムシート３から構成され、プリズムシート３はその導光板１の出射面１ａに対向する側の面にプリズムが鋸歯状に並んだようなプリズム列３ａが導光板１の入光面１ｃに対して平行に形成され、導光板１はその出射面１ａとは反対側の面（下面）に配置され、導光板１の背面１ｂ側に反射シート４が設けられている。なお、１１は光源の反射板である。
【０００３】
この構成において、光源１２からの光は導光板１に入射して導光板１内部を全反射しながら導光し、導光板１の背面１ｂにより出射面１ａ側に反射され、出射面１ａより出射し、プリズムシート３の下面のプリズム列３ａの一つのプリズムの二等辺的な２つの平面部の内で左辺部分から入射した光が右辺部分で全反射し、プリズムシート３の上面から上方に出射する。
この出射光は、導光板１及びプリズムシートのプリズム列による屈折、全反射での変角作用により、導光板１の入光面１ｃに対して垂直な方向での指向性が高い光となるため、高輝度を得ることができるものであり、図１５に示すように導光板１の背面１ｂにプリズム列１３を形成したものは、より指向性が高い光となり、高輝度を得ることができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、導光板１の入光面１ｃに対して平行な方向の配光特性は、導光板１中を伝播する光の導光板１の出射面１ａと平行な方向の広がりに依存する。導光板１の出射面１ａと平行な方向の広がりは、図１６に示すように、光源１２から導光板１の屈折率が空気の屈折率よりも大きいことにより、導光板１の入光面１ｃから入光した光の広がりは空気中より狭くなる。このため、導光板１の入光面１ｃに対して平行な方向に対しては広い配光を要する、液晶ディスプレイ用バックライトや誘導灯、広告表示装置等には不向きであるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、高輝度かつ広い配光特性を有し、視認性の高い面光源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による面光源装置は、少なくとも１つの側面を入光面とし、その入光面に稜線方向が厚さ方向、かつ、前記稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状のプリズム列を略連続するように形成され、この入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度とする導光板と、前記導光板の入光面に対向して設けられ、前記入光面のプリズム列の複数の凸部の頂部を結ぶ直線と略平行となるように所定空間を保ってほぼ直線上に配列された複数の点状の光源と、前記導光板の出射面側に設けられ、稜線方向が前記導光板の入光面と平行なプリズム列を形成したプリズムシートと、を備える。
【０００９】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと先端の丸みの半径ｒの比を、０≦ｒ／ｐ≦０．３としたものである。
【００１０】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列を、その稜線に直交する面での断面形状が略台形形状としたものである。
【００１１】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと斜面以外の平坦部の長さＬの比を、０≦Ｌ／ｐ≦０．４としたものである。
【００１２】
また、プリズムシートの上に、表示面の透過率が中央部分が高く、両端部分が低い表示板を具備し、導光板の入光面のプリズム列を、前記表示板の前記両端部分に対応する前記入光面に設け、前記表示板の前記中央部に対応する入光面を平面とすることにより、表示装置として用いるものである。
【００１３】
また、光源を、ＬＥＤとしたものである。
【００１４】
また、表示板を具備することにより、表示装置として用いるものである。
【００１５】
また、表示装置を誘導灯としたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す面光源装置の斜視図、図２は面光源装置の導光板のプリズム列の断面形状図、図３は面光源装置の配光特性の説明図である。
図１において、１は導光板であり、光透過率の高い透明アクリル樹脂または透明ポリカーボネイト樹脂からなり、光の出射面１ａあるいは出射面１ａに対向する背面１ｂのいずれか一方ないし両方に拡散反射部が設けられている。拡散反射部はドットパターンや一体成形でつくられたランダムな粗面あるいは微小な球面等で構成されている。２は導光板１の一側面に設けた入光面１ｃに対向して配置された光源であり、ＬＥＤ（発光ダイオード）が用いられる。７は基板である。
【００１７】
３は導光板１の出射面１ａに対向して配置されたプリズムシートであり、導光板１の出射面１ａに対向する面に一方向のプリズム列を有し、そのプリズム列の稜線方向は導光板１の入光面１ｃと略平行である。５は導光板１の入光面１ｃに形成されたプリズム列であり、その稜線が導光板１の厚さ方向であり稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状である。
Ａは導光板１の入光面１ｃと平行な面であり、Ｎはプリズムシート３に垂直な法線、θは法線Ｎと斜め方向の出射光の角度を示す。
【００１８】
図２はプリズム列の断面形状が略三角形状の例を示すが、（ａ）は山側と谷側の斜面のなす角がαの三角形状、（ｂ）は（ａ）の山側の先端を半径ｒの丸みとしたもの、（ｃ）は（ａ）の谷側の先端に丸みつけたもの、（ｄ）は（ａ）の山側の先端を半径ｒ１の丸み、谷側を半径ｒ２の丸みとしたもの、（ｅ）は（ａ）の谷側を長さＬの平坦部としたものである。
【００１９】
この構成において、光源２から出た光は、導光板１の入光面１ｃのプリズム列５から入射して導光板１中で反射を繰り返しながら一部は出射面１ａから出射し、一部はさらに伝播していく。導光板１の出射面１ａから出た光はプリズムシート３のプリズム列３ａの一辺部分から入射し他辺部分で全反射してプリズムシート上面から外部へ出射する。
【００２０】
ここで、本発明の配光特性について図３により説明する。図３（ａ）は従来例で示した導光板１の入光面１ｃが平面の場合、図３（ｂ）は本発明の導光板１の入光面１ｃにプリズム列があるものである。
導光板１からの出射光の入光面１ｃと平行な方向（図１のＡ面）の配光特性は、導光板１の入射光の出射面１ａと平行な方向の配光特性に依存するため、導光板１からの出射光を入光面１ｃと平行な方向に広げるためには、導光板１の入射光を出射面１ａと平行な方向に広げる必要がある。
【００２１】
導光板１の入光面１ｃが平面の場合、導光板１の屈折率が空気の屈折率よりも大きいので、図３（ａ）に示すように導光板１に入光した光が、導光板１の内側方向に屈折し、光の広がりは空気中より狭くなる。しかし、入光面１ｃに略三角形状のプリズム列５を設けることで、導光板１の入光面１ｃのプリズム列５に入光した光において、プリズム５の面にほぼ垂直に入光した光は内側に屈折せず、また、プリズム５の面に入射する角度によっては外側に屈折するた光もあるため、導光板１に入光した光を導光板１の出射面１ａと平行な方向に広げることができるため、導光板１からの出射光は入光面１ｃと平行な方向に広がり、斜め方向の輝度が高くなることで視認性が良くなる。
【００２２】
このような配光特性により、本実施の形態の構成において、拡散反射面を有する導光板１から出射した光は、導光板１の入光面１ｃと出射面１ａに垂直な平面内においては、出射面１ａに対して斜め方向に出射する光が多くなり、このままでは出射面１ａの正面方向からの輝度が低い。しかし、プリズムシートは導光板１の入光面１ｃと出射面１ａに垂直な平面において出射面１ａに対して斜め方向の光を出射面１ａの垂線方向に偏向させてプリズムシート上面から外部へ出射させる。これにより出射面１ａ正面方向の輝度を高くすることができる。
【００２３】
また、光源２をＬＥＤとしたので、指向性が高いため導光板１への入射効率は高くなる。例えば、冷陰極ランプの場合で約８５％、ＬＥＤの場合で約９０％である。従って、高輝度な面光源装置を得ることができる。しかし指向性が高いがゆえに入光面１ｃが平面の場合は導光板１に入射した光の広がりは狭く、本装置から外部に出る光は導光板１の入光面１ｃと平行な方向の面Ａにおいて狭い配光となってしまう。しかし、入光面１ｃに上記プリズム列を設けることで本装置から外部に出る光を導光板１の入光面１ｃと平行な方向の面Ａにおいて広い配光とすることができる。
【００２４】
以上のように、プリズムがその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形であることで、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の広がりを、１つのパラメータα（斜面のなす角）で制御可能である。また、略三角形であることで導光板１の入光面１ｃの長さ全てに斜面を形成することができ、プリズムシートからの出射光を導光板１の入光面１ｃと平行な方向により広げることができ、広い配光を得ることができるため、視認性を高くすることができる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、プリズムはその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形の場合を示したが、形状はこれに限定するものではなく、プリズムの稜線方向が導光板１の厚さ方向であれば特に限定しない。
また、光源２にＬＥＤを使用したが冷陰極ランプ等も用いられる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、実施の形態１で示した面光源装置において、導光板の入光面のプリズムの２つの斜面のなす角度の適切な範囲について示すものである。
図４は導光板の出射面１ａの法線に対する角度とフラットな入光面での正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図、図５、６はプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【００２７】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃ形状が、平面の場合と、入光面１ｃに三角形のプリズム列が設けられておりその２つの斜面のなす角度αが６０度、１００度、１２０度、１８０度（フラットな入光面）の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。即ち、導光板１の入光面１ｃ形状が、平面の場合と、入光面１ｃに三角形のプリズム列が設けられておりその２つの斜面のなす角度が６０度、１００度、１２０度、１８０度（フラットな入光面）の各々の場合について、フラットな入光面（α＝１８０度）での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００２８】
その結果、図４に示すように入光面１ｃに三角プリズム列を設けている場合は、入光面１ｃが平面の場合と比べて出射面１ａの法線Ｎに対して斜め方向の輝度が高くなっている。また、三角プリズム列の２つの斜面のなす角度αが小さくなるほど斜め方向の輝度が高くなる。しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。
ここで、視認性を考えると、出射面１ａの法線Ｎ方向の正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３（（ｃｏｓ６０°）1.6）以上が望ましく、また、正面輝度が斜め方向６０度の輝度に対して相対的に低くなると視認性が悪くなる。よって、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３以上１以下が望ましい。
【００２９】
そこで、プリズムの２つの斜面のなす角度αが６０度、１００度、１２０度、１８０度について、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比との関係を図６にまとめた。この結果、正面輝度に対する斜め方向６０度の輝度比は０．３３以上１以下となるのは、６０度、１００度、１２０度であった。
このように、角度αは約６０度から約１２０度の範囲が望ましい。
【００３０】
以上のように、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。また、プリズムのその稜線方向の断面形状が三角形状であり、プリズムシートからの出射光の配光を１つのパラメータαで簡単に制御できる。
【００３１】
実施の形態３．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、略三角形状のうち先端の丸みのあるもので、導光板の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径の適切な関係を示すものである。
図７は導光板の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度とプリズムの先端の丸みの半径が０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図、図８はプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐとプリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【００３２】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃのプリズム形状が図２（ｂ）に示す先端の丸みのあるものにおいて、導光板１の入光面１ｃのプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０の場合と、０．２と０．３の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。
即ち、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０の場合と、０．２と０．３の場合について、導光板１の出射面１ａの法線に対する角度θを変え、ｒ＝０での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００３３】
その結果、図７に示すように、プリズム列のピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが小さくなるほど出射面１ａの法線に対して斜め方向の輝度が高くなる。しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。ｒ＝０の場合が設計が容易だが、製造上はある程度先端の丸みがある方が望ましい。しかし、視認性を考えるとｒ＝０として設計した際の輝度に対する差が小さい方が望ましく、その差がｒ＝０の時の輝度に対して２０％以内であれば視認性に問題ない。
【００３４】
そこで、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０、０．２と０．３の場合について、プリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比の関係を図８にまとめた。この結果、輝度差の比が２０％（０．２）以内となるのはプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐが０、０．２と０．３の場合であった。
このように、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐは０≦ｒ／ｐ≦０．３の範囲が望ましい。
ここで、プリズムの丸みは、先端にある場合の他に、斜面下側にあってもよく、その両方にあってもよく、図２（ｄ）に示すように両方にある場合は０≦（ｒ１＋ｒ２）／ｐ≦０．３の範囲となる。
【００３５】
また、図２（ｅ）に示すように、山側の斜面のなす角がαの三角形状、谷側が長さＬの平坦部の場合、その両斜面のなす角αと平坦部の長さＬで、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、よりきめ細かな制御が可能になる。
【００３６】
以上のように、製造が容易となり安価で、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００３７】
また、プリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐを変え、入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態１では導光板の入光面のプリズム列形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状の場合を示したが、本実施の形態は、導光板の入光面のプリズム形状がその稜線に垂直な面での断面形状が略台形の場合について、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さの比の適切な関係を示すものである。
【００３９】
図９はプリズム列の断面形状が略台形の例を示す図、図１０は導光板の入光面のプリズムのピッチｐと平坦部の長さの比Ｌ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度と平坦部の長さＬが０のときの正面輝度を基準とした時の相対強度Ｂとの関係を示す図、図１１はプリズムのピッチｐと平坦部Ｌの比Ｌ／ｐと平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【００４０】
図９において、（ａ）はプリズム列の稜線に垂直な面での断面形状が略台形で、両斜面のなす角がβで、斜面上側に長さＬの平坦部があるものである。
（ｂ）は斜面上側に長さＬ１、斜面下側に長さＬ２の平坦部があるものである。
【００４１】
まず、実施の形態１で示した図１の面光源装置で、導光板１の入光面１ｃのプリズム形状が図９（ａ）に示す略台形のものにおいて、導光板１の入光面１ｃのプリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが０の場合と、０．２と０．４の場合とでプリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃと平行な方向の配光特性を調べた。
【００４２】
即ち、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが０の場合と、０．２と０．４の場合について、導光板１の出射面１ａの法線に対する角度θを変え、Ｌ＝０での正面（θ＝０度）輝度を基準とした時の相対輝度Ｂを調べた。
【００４３】
その結果、図１０に示すように、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐが小さくなるほど出射面１ａの法線に対して斜め方向の輝度が高くなる。
しかし、いずれも斜め方向の輝度が高くなるほど正面方向の輝度は低くなる。Ｌ＝０の場合が設計が容易だが、製造上はある程度平坦部がある方が望ましい。しかし、視認性を考えるとＬ＝０として設計した際の輝度に対する差が小さい方が望ましく、その差がＬ＝０の時の輝度に対して２０％以内であれば視認性に問題ない。
【００４４】
そこで、プリズムのピッチｐと平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐの比Ｌ／ｐが０、０．２と０．４の場合について、プリズムの平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度に対する輝度差の比の関係を図１１にまとめた。
この結果、輝度差の比が２０％（０．２）以内となるのはＬ／ｐが０、０．４の場合であった。
このように、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐは０≦Ｌ／ｐ≦０．４の範囲が望ましい。
そして、この範囲になるように、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬを変化させて、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００４５】
ここで、プリズム１ピッチ内の平坦部は、斜面の上側と下側の両方にあってもよく、その場合は０≦（Ｌ１＋Ｌ２）／ｐ≦０．４の範囲となる。
そして、この範囲になるように、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬ１と斜面下側の平坦部の長さＬ２を変化させて、プリズムシートからの出射光の導光板１の入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、よりきめ細かな制御が可能になる。
【００４６】
以上のように、製造が容易となり安価で、入光面１ｃに平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
また、両斜面のなす角βと斜面上側の平坦部の長さＬを変化させて、プリズムのピッチｐとそのプリズム１ピッチ内の平坦部の長さＬの比Ｌ／ｐを変え、入光面１ｃに平行な方向の光の広がりを制御できるため、きめ細かな制御が可能になる。
【００４７】
実施の形態５．
本実施の形態は実施の形態１〜４に示した面光源装置のプリズムシートの上に表示板を設置して誘導灯としたものである。
図１２は実施の形態５を示す誘導灯の構成図である。
図１２において実施の形態１の図１と同一部分には同一の符号を付し説明を省略する。９は表示板、Ａは表示板の中央部分に透過率が高い部分であり、例えば白色部分である。Ｂは両端部分に透過率が低い部分であり、例えば、緑色部分である。８は表示板９のＡに対応する導光板１の入光面１ｃの平面部、１０は表示板９のＢに対応する導光板１の入光面１ｃに形成されたプリズム列である。
【００４８】
この構成は、表示板の表示面に透過率の高い部分と低い部分とが混在する場合、高輝度な表示面を得るためには、できるだけ表示板の透過率の高い部分に面光源装置からの出射光を集める方が望ましいとき用いられる。
この構成において、入光面１ｃの両端部分から入射した光はプリズム列１０により入光面１ｃが平面の場合より広がって伝播して出射し、表示面中央部分の透過率の高い部分Ａからより多く出射する。また、入光面１ｃの中央部分の平面部８から入射した光はあまり広がらずに伝播して出射し、表示面の中央部分の透過率の高い部分Ａからより多く出射する。従って、入光面１ｃが全部平面の場合と比べてより多くの光が表示面の透過率の高い部分Ａを透過することで高輝度な表示面を得ることができる。
【００４９】
以上のように、導光板の入光面のプリズム列を入光面の一部分に設けたので、出射面上の所望の位置に入射光を導くことができ、かつ入光面に平行な方向の配光が広くなり、高輝度で視認性を高くすることができる。
【００５０】
なお、本実施の形態では誘導灯について示したが、表示灯、広告灯等の表示装置にも使用でき、同様な効果をえることができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明による面光源装置は、少なくとも１つの側面を入光面とし、その入光面に稜線方向が厚さ方向、かつ、前記稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状のプリズム列を略連続するように形成され、この入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度とする導光板と、前記導光板の入光面に対向して設けられ、前記入光面のプリズム列の複数の凸部の頂部を結ぶ直線と略平行となるように所定空間を保ってほぼ直線上に配列された複数の点状の光源と、前記導光板の出射面側に設けられ、稜線方向が前記導光板の入光面と平行なプリズム列を形成したプリズムシートと、を備えたので、入光面に平行な方向の配光を制御することができ、入光面に平行な方向の配光が広くなり、広い配光を得ることができるため、視認性を高くすることができる。
また、導光板の出放射面の正面方向の輝度を高くすることができる。
【００５３】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度としたので、入光面に平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００５４】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと先端の丸みの半径ｒの比を、０≦ｒ／ｐ≦０．３としたので、製造が容易となり安価で視認性を高くすることができる。
【００５５】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列を、その稜線に直交する面での断面形状が略台形形状としたので、製造が容易となり安価で視認性を高くすることができる。
【００５６】
また、導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと斜面以外の平坦部の長さＬの比を、０≦Ｌ／ｐ≦０．４としたので、入光面に平行な方向の配光が広くなり、視認性を高くすることができる。
【００５７】
また、プリズムシートの上に、表示面の透過率が中央部分が高く、両端部分が低い表示板を具備し、導光板の入光面のプリズム列を、前記表示板の前記両端部分に対応する前記入光面に設け、前記表示板の前記中央部に対応する入光面を平面とすることにより、表示装置として用いるので、出射面上の所望の位置に入射光を導くことができ、かつ入光面に平行な方向の配光が広くなり、高輝度で視認性を高くすることができる。
【００５８】
また、光源を、ＬＥＤとしたので、導光板への入射効率が高くなり、高輝度にすることができる。
【００５９】
また、表示板を具備することにより、表示装置として用いるので、高輝度で視認性の高い表示装置を得ることができる。
【００６０】
また、表示装置を誘導灯としたので、高輝度で視認性の高い誘導灯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の導光板のプリズム列の断面形状図である。
【図３】 本発明の実施の形態１を示す面光源装置の配光特性の説明図である。
【図４】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板の出射面の法線に対する角度とフラットな入光面での正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板のプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態２を示す面光源装置の導光板のプリズムの２つの斜面のなす角度αと正面輝度に対する斜め方向の輝度比との関係を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態３を示す面光源装置の入光面のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度とプリズムの先端の丸みの半径が０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図８】 本発明の実施の形態３を示す面光源装置のプリズムのピッチｐとその先端の丸みの半径ｒの比ｒ／ｐとプリズムの先端の丸みの半径が０のときの輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【図９】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置のプリズム列の断面形状が略台形の例を示す図である。
【図１０】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置の導光板の入光面のプリズムのピッチｐと平坦部の長さの比Ｌ／ｐに対する導光板の入光面と平行な方向の面の法線との角度と平坦部の長さＬが０のときの正面輝度を基準とした時の相対輝度Ｂとの関係を示す図である。
【図１１】 本発明の実施の形態４を示す面光源装置のプリズムのピッチｐと平坦部Ｌの比Ｌ／ｐと平坦部Ｌが０のときの輝度に対する輝度に対する輝度差の比との関係を示す図である。
【図１２】 本発明の実施の形態５を示す面光源装置の構成図である。
【図１３】 従来の面光源装置の斜視図である。
【図１４】 図１３の断面図である。
【図１５】 従来の面光源装置の断面図である。
【図１６】 従来の面光源装置の配光特性の説明図である。
【符号の説明】
１ 導光板、１ａ 出射面、１ｃ 入光面、２ 光源部、３ プリズムシート、３ａ プリズムシートのプリズム列、５、１０ 導光板のプリズム列、９ 表示板。
Claims (8)
- 少なくとも１つの側面を入光面とし、その入光面に稜線方向が厚さ方向、かつ、前記稜線に垂直な面での断面形状が略三角形状のプリズム列を略連続するように形成され、この入光面に設けられたプリズム列の２つの斜面のなす角度を６０度ないし１２０度とする導光板と、
前記導光板の入光面に対向して設けられ、前記入光面のプリズム列の複数の凸部の頂部を結ぶ直線と略平行となるように所定空間を保ってほぼ直線上に配列された複数の点状の光源と、
前記導光板の出射面側に設けられ、稜線方向が前記導光板の入光面と平行なプリズム列を形成したプリズムシートと、
を備えたことを特徴とする面光源装置。 - 導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと先端の丸みの半径ｒの比を、０≦ｒ／ｐ≦０．３としたことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
- 導光板の入光面に設けられたプリズム列を、その稜線に直交する面での断面形状が略台形形状としたことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
- 導光板の入光面に設けられたプリズム列において、そのピッチｐと斜面以外の平坦部の長さＬの比を、０≦Ｌ／ｐ≦０．４としたことを特徴とする請求項３記載の面光源装置。
- プリズムシートの上に、表示面の透過率が中央部分が高く、両端部分が低い表示板を具備し、
導光板の入光面のプリズム列を、前記表示板の前記両端部分に対応する前記入光面に設け、
前記表示板の前記中央部に対応する入光面を平面とすることにより、表示装置として用いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の面光源装置。 - 光源を、ＬＥＤとしたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の面光源装置。
- 表示板を具備することにより、表示装置として用いることを特徴とする請求項１ないし４、６のいずれかに記載の面光源装置。
- 表示装置を誘導灯としたことを特徴とする請求項７記載の面光源装置。
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