JP4182076B2 - Light guide plate and flat illumination device - Google Patents
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Description
本発明は、導光板の厚さが入射端面部の位置が最小になるようにして、裏面部が入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなして、光源からの光が指向性を有していても入射端面部から反入射端面部に進む時にはテーパーリークを起さず、反入射端面部で反射され入射端面部に進む時、表面部や裏面部の第1の傾斜面部でテーパーリークを起したり、全反射を行って各々反対側の面に出射したり、また裏面部の第2の傾斜面部では全反射の反射角度が小さく表面部に対して略垂直な角度で出射することができる導光板と、この導光板の入射端面部と反入射端面部との方向に対する出射角の小さい出射光を導光板の出射光側の上部に備えたレンチキュラーレンズ体によって、出射光をさらに入射端面部と反入射端面部との方向に直角方向に出射光の出射角度を小さくすることができ、さらに入射端面部近傍に光源からの強い光の映り込みを回避するとともに導光板の側面近傍に光源を備える場合において光源が少ない時による導光板の入射端面部付近の両端部での暗部発生を回避することができる導光板および平面照明装置に関するものである。 According to the present invention, the light guide plate is formed so that the position of the incident end surface portion is minimized, and the gentle first inclined surface portion and the sharp second inclined surface portion whose back surface faces in the opposite direction to the incident end surface portion. Even if the light from the light source has directivity, it does not cause taper leak when traveling from the incident end face to the non-incident end face, and is reflected by the anti-incident end face. When proceeding to the incident end face part, a taper leak occurs at the first inclined face part of the front face part or the back face part, the total reflection is performed and the light is emitted to the opposite surface, or the second slope of the back face part is obtained. A light guide plate that has a small total reflection angle at the surface portion and can be emitted at an angle substantially perpendicular to the surface portion, and an emitted light with a small exit angle with respect to the incident end surface portion and the anti-incident end surface portion of the light guide plate By a lenticular lens body provided on the upper side of the light guide plate on the outgoing light side. In addition, the outgoing light can further reduce the outgoing angle of the outgoing light in the direction perpendicular to the direction of the incident end face portion and the anti-incident end face portion, and avoid reflection of strong light from the light source in the vicinity of the incident end face portion. The present invention relates to a light guide plate and a flat illumination device capable of avoiding the generation of dark portions at both end portions near the incident end face portion of the light guide plate when the light source is provided near the side surface of the light guide plate.
従来の導光板および平面照明装置としては、光源からの光を最大限に利用する目的で導光板の厚さを入射端面部から離れるほど厚さを薄くさせる、所謂楔形状に成形して、入射端面部から入射端面部の反対方向に向かう光のテーパーリークを利用する方法が知られている。 As a conventional light guide plate and flat illumination device, the light guide plate is formed into a so-called wedge shape, with the thickness decreasing as the distance from the incident end face portion increases in order to maximize the light from the light source. A method is known that utilizes a taper leak of light traveling from the end face to the direction opposite to the incident end face.
さらに、大きな平明照明装置の場合には、上記の導光体の厚さを入射端面部から離れるほど厚さを薄くし、入射端面部から入射端面部の反対方向に向かう光のテーパーリークを利用する方法を用いて導光板の対向する2つの端面を入射端面部とする方法が知られている。 Furthermore, in the case of a large flat illumination device, the thickness of the light guide is reduced as it is farther from the incident end face, and a taper leak of light from the incident end face to the opposite direction of the incident end face is used. There is known a method in which two opposite end faces of the light guide plate are made incident end face portions by using the method of the above.
また、従来の導光板の出射面と反対側に白色の光散乱剤を印刷する場合には、入射端面部から遠ざかるほど印刷部を増加させたり、導光板に凸凹等のドットを設ける場合でも入射端面部から遠ざかるほどドットを増加させていた。 In addition, when printing a white light scattering agent on the opposite side of the exit surface of the conventional light guide plate, it is incident even when the printed portion is increased away from the incident end face portion or dots such as irregularities are provided on the light guide plate. The dots were increased as the distance from the end face portion increased.
また、従来の光源がLED等の点光源を用いた平面照明装置として、導光板の側面にLEDを複数並べ、これらLEDに対向する位置の導光板の入射端面部にプリズム等の凸や凹の形状を設け、導光板の両端隅部分的まで光線が達するようにする方法が知られている。
上述した従来の導光板および平面照明装置として、ここでは楔形状の導光板21に光を入射させたときの光線の軌跡を図18および図19を参照しながら説明する。
図18に示すように、従来の導光板21は、入射端面部31から入射端面部31の反対側に位置する反入射端面部41に向かう程に厚さが薄くなる楔形状をなしている。このため、入射光L01が入射端面部31の反対側に位置する反入射端面部41に進む間において、光線L01は表面部61に向かう表面部61に対しての入射角が約42°内(アクリル樹脂の場合)ならば表面部61で全反射し、光線L02として裏面部71方向に進む。しかし、導光板21は光線が進む方向に対して薄なる楔形状なので、裏面部71に対する入射角が臨界角より小さいために臨界角を破り、光線L03や光線L04として裏面部71より出射してしまう。
尚、ここでは説明上、裏面部71のみに臨界角を破る出射光を示したが、表面部61にも同様に臨界角を破る出射光が存在する。
As the above-described conventional light guide plate and flat illumination device, the locus of light rays when light is incident on the wedge-shaped
As shown in FIG. 18, the conventional
Here, for the sake of explanation, the outgoing light that breaks the critical angle is shown only on the
このように、図19(a)および図19(b)に示すように、光源9からの光を最大限に利用する目的で導光板21の厚さを入射端面部31から離れるほど厚さを薄くさせる、所謂楔形状に成形して、入射端面部31から入射端面部31の反対方向に向かう光のテーパーリークを利用する方法では、光源9が指向性のある場合に入射端面部31の近傍で直ちに臨界角を破り、即ちテーパーリークによって高輝度な光が出射される。そして、この光は高輝度で指向性の強い出射光のため、光源全体、例えば半導体発光素子(LED)の光源9の場合には半導体発光素子9自身の形状が出射面から観測(映り込み)されてしまう課題がある。
Thus, as shown in FIGS. 19A and 19B, the thickness of the
さらに、上記のように導光板の厚さを入射端面部31から離れるほど厚さを薄くした導光板21では、半導体発光素子9自身の形状が出射面から観測されてしまうのを回避するべく、実際には入射端面部31近傍を利用しないで用いるため、平面照明装置の必要面積以上に大きな導光板21を使用しなければならない課題がある。
Furthermore, in the
また、従来の大きな平面照明装置の場合、上記の導光板21の厚さを入射端面部31から離れるほど厚さを薄くし、入射端面部31から入射端面部31の反対方向に向かう光のテーパーリークを利用する方法を用いて導光板21の対向する2つの端面を入射端面部31とする構成では、図20に示すように、導光板21の中心部分の厚さが最も薄い部分となり、全体を軽量化すればするほど中心部分の厚さが薄くなり機械的(構造的)強度に課題がある。
Further, in the case of a conventional large flat illumination device, the thickness of the
さらに、光源としてRGB(赤色発光、緑色発光、青色発光)の三色の光源を用いて白色光を得るため、RGBの各光源を順次並べてアレー状にした場合には、各発光色が入射端面部近傍では混ざりにくい。このために、入射端面部近傍では白色にならず各発光色が出射面から斑状に出射してしまう課題がある。 Furthermore, in order to obtain white light by using three color light sources of RGB (red light emission, green light emission, blue light emission) as light sources, when each RGB light source is arranged in an array, each emission color is incident on the end face. It is difficult to mix in the vicinity of the part. For this reason, there is a problem in that each emission color does not become white in the vicinity of the incident end face portion and is emitted in a patchy manner from the emission surface.
また、従来の光源にLED等の点光源を用いた平面照明装置として、導光板の入射端面部にLEDを複数並べ、これらLEDに対向する位置の導光板の入射端面部にプリズム等の凸や凹の形状を設けた構成では、光源が点光源であるために光ビーム強度分布が円状や楕円状となり、光源に対向する導光板の入射端面部にプリズム加工を施すことで光源の左右方向に光を分散させて導光板から光を均一に出射させているが、隣り合っているLED等の光源の光が重なり合い輝度の斑が発生してしまう課題がある。 In addition, as a flat illumination device using a point light source such as an LED as a conventional light source, a plurality of LEDs are arranged on the incident end surface portion of the light guide plate, and a projection such as a prism is formed on the incident end surface portion of the light guide plate at a position facing these LEDs. In a configuration with a concave shape, the light source is a point light source, so the light beam intensity distribution is circular or elliptical, and prism processing is applied to the incident end surface portion of the light guide plate facing the light source, thereby moving the light source in the horizontal direction. However, there is a problem in that light from adjacent light sources such as LEDs overlaps to cause brightness spots.
さらに、従来の導光板と、1つのLED等の点光源を入射端面部の中心に用いた平面照明装置では、図19(a)および図19(b)に示すように、LED等の半導体発光素子の光源9では指向性を有するために、光束が狭い範囲で反入射端面部41方向に進むとともに入射端面部31から反入射端面部41方向に進む間に臨界角を破ってしまうために、入射端面部31の両端部分(入射端面部31と入射光線L0との間)が暗部となってしまう課題がある。
Further, in a conventional illumination device using a light guide plate and a point light source such as one LED at the center of the incident end face, as shown in FIGS. 19A and 19B, semiconductor light emission such as an LED is performed. In order to have directivity in the
また、従来の導光板や平面照明装置では、導光板内に閉じ込めた光を単にテーパーリークや導光板の表面部や裏面部に設けた溝や凸凹形状で出射させているので、光源からの光をそのまま出射したり拡散したりしている。このため、光の輝度やエネルギが低い状態での光しか出射することができず、例えば液晶表示装置のRGBの各ピクセルに対して弱い光のため、開口面積を広くしなければならず、そのためにピクセルを微細化するための障害となっていた。 In addition, in the conventional light guide plate and flat illumination device, the light confined in the light guide plate is simply emitted by a taper leak or a groove or uneven shape provided on the front or back surface of the light guide plate. Are emitted or diffused as they are. For this reason, only light in a state where the luminance and energy of light are low can be emitted. For example, since the light is weak with respect to each pixel of RGB of the liquid crystal display device, the aperture area must be widened. It was an obstacle to miniaturize pixels.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、以下に示す特徴を有する導光板および平面照明装置を提供することにある。まず、指向性の有する光源からなり、例えば複数の半導体発光素子の単色光または赤色光、緑色光、青色光の三原色光あるいは波長変換材利用の白色光であるとともにアレー状または指向性の有する単体の半導体発光素子からなる光源と、当該光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに略直角に交わる側面部とを有し、表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、これらの面が鏡面をなすとともに表面部または/および裏面部には微細な光偏向素子を入射端面部に近づくほど増加するように設けた薄板状矩形立方体形状の導光板と、導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆うとともに反射面が凹凸形状またはプリズム形状である反射体と、導光板の出射面側の上部に設けたレンチキュラーレンズ体とを具備することによって、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、初めてテーパーリークを発生することができるとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができ、特に第2の傾斜面部による全反射した光は略垂直な出射光を得ることができる。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a light guide plate and a flat illumination device having the following characteristics. First, a light source having directivity, for example, monochromatic light of a plurality of semiconductor light emitting elements or red light, green light, three primary colors of blue light, or white light using a wavelength conversion material, and an array or directivity of a single unit A light source composed of the semiconductor light emitting element, an incident end face part that guides light from the light source, a surface part or / and a back part that emits the light, and a side part that intersects the front part and the back part at a substantially right angle The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion, and the distance between the front surface portion and the back surface portion at the anti-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the incident end surface portion is The back surface portion has a staircase shape in which a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclined surface portion facing in the opposite direction to the incident end surface portion are alternately connected, and these surfaces form a mirror surface. With surface or / and back The light guide plate has a thin rectangular cubic shape with fine light deflection elements that increase as it approaches the incident end surface, and covers the portions other than the incident end surface and the exit surface of the light guide plate, and the reflective surface is uneven. By providing a reflector having a shape or a prism shape and a lenticular lens body provided on the upper side of the light exit surface of the light guide plate, the light beam guided from the incident end surface portion into the light guide plate is opposite to the incident end surface portion. There is no light beam that breaks the critical angle while proceeding to the anti-incident end face part located at, and many light rays are totally reflected on each surface of the light guide plate, and the angle at which the total reflection is made on the front and back parts is on the anti-incident end face part. As the light travels, the angle changes to a larger angle. When the light beam reflected by the non-incident end face part travels again in the direction of the incident end face part, there are many light rays that are deflected by the first inclined surface part and break the critical angle at the surface part or near the critical angle. Existed for the first time It can generate parleeks and breaks the critical angle when it reaches a fine light deflecting element and emits it from the light guide plate. The second inclined surface part totally emits light even if it is not close to the critical angle and emits directly from the surface part. In particular, the light totally reflected by the second inclined surface portion can obtain substantially vertical outgoing light.
また、反入射端面部をフレネルレンズ形状にすることによって、反入射端面部での入射端面部方向への反射光を平行な光線として反射することができる。また、表面部と裏面部との間に延存する凸状や凹状の稜を形成することによって、側面部方向に光を分散することができる。このため導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。 Further, by making the anti-incident end face part into a Fresnel lens shape, the reflected light toward the incident end face part at the anti-incident end face part can be reflected as a parallel light beam. Moreover, light can be disperse | distributed to a side part part by forming the convex-shaped and concave ridge extending between a surface part and a back surface part. For this reason, it is possible to obtain uniform emission light without spots from the emission surface of the light guide plate.
さらに、反入射端面部の凸状や凹状の稜の断面の傾斜面が直線や円弧状の三角形状にすることにより、例えば側面方向の幅が広い導光板であり、入射端面部の中心に点状の光源であっても、より広がりを有する反射光を得ることができる。 Furthermore, by making the inclined surface of the cross section of the convex or concave ridge of the anti-incident end face portion into a straight or arcuate triangular shape, for example, a light guide plate having a wide width in the side surface direction, and a dot at the center of the incident end face portion. Even in the case of a light source having a shape, it is possible to obtain reflected light having a larger spread.
また、稜の頂部が平坦に欠切することにより、反入射端面部に進入してきた方向へ反射させることができる。そのため、光源や導光板の形状に捉われなく導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。 Further, since the top of the ridge is cut out flat, it can be reflected in the direction of entering the counter-incident end face. Therefore, it is possible to obtain uniform emission light without spots from the emission surface of the light guide plate without being caught by the shape of the light source or the light guide plate.
さらに、反入射端面部の厚さ方向や側面部方向が円弧形状であるので、反入射端面部での反射光に集光性を得ることができる。このため、複数の点状光源等の場合、光源からの反射光が側面方向から漏れにくくしながら互いに混合され、導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。 Further, since the thickness direction and the side surface direction of the anti-incident end surface portion are arc-shaped, it is possible to obtain a light collecting property on the reflected light at the anti-incident end surface portion. For this reason, in the case of a plurality of point light sources or the like, the reflected light from the light source is mixed with each other while hardly leaking from the side surface direction, and uniform outgoing light without spots can be obtained from the outgoing surface of the light guide plate.
またさらに、反入射端面部が表面部方向や裏面部方向に傾斜面部を有するので、反入射端面部での反射光を第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に反射させたり、表面部方向の傾斜面部と裏面部方向の傾斜面部とで2回反射することで第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に反射させることができ、暗線や輝線等のバンディング現象を防止したり、第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に反射させる角度をコントロールすることで出射面からの出射角度を制御することができる。 Furthermore, since the anti-incident end face part has an inclined surface part in the surface part direction or the back surface part direction, the reflected light at the anti-incident end face part is reflected in the first inclined surface part or the second inclined surface part direction, or the surface part. It can be reflected in the direction of the first inclined surface portion and the second inclined surface portion by reflecting twice in the inclined surface portion in the direction and the inclined surface portion in the back surface direction, and banding phenomenon such as dark lines and bright lines can be prevented, The emission angle from the emission surface can be controlled by controlling the angle of reflection in the direction of the first inclined surface portion or the second inclined surface portion.
さらにまた、反入射端面部を微細なコーナーキュービック形状を有して、例えば複数の点状光源である場合に、複数の光源からの光を互いに微細なコーナーキュービック形状内で入射と反射とが同じ方向であるので、反入射端面部で反射され入射端面部方向に戻るときに導光板内で混ざり合い第1の傾斜面部や第2の傾斜面部で出射面方向に反射され、出射面から広がりのある出射光を得ることができる。 Furthermore, when the anti-incident end face portion has a fine corner cubic shape, for example, when it is a plurality of point light sources, the incident light and the reflection are the same in the fine corner cubic shape. Therefore, when the light is reflected at the anti-incident end face portion and returns to the incident end face portion direction, it is mixed in the light guide plate and reflected at the first inclined face portion or the second inclined face portion and reflected from the outgoing face direction. Some outgoing light can be obtained.
また、これら導光板の出射面側の上部にレンチキュラーレンズ体を具備し、第2の傾斜面部で臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から略垂直に出射することができ、この略垂直の出射光は入射端面部と反入射端面部方向(ここではZ方向とする)での伝播によって鋭いピーク幅の光線となって出射した光をレンチキュラーレンズ体によって入射端面部および反入射端面部の左右方向(X−Y方向)に集光させることができ、例えばLCDでのRGBの各ピクセルに対して各方向に対して鋭い光束を出射するので、ピクセルの開口面積を小さくすることができる。そして、RGBの各々のピクセルのサイズを小さくすることによって、より微細で単位面積当たりのピクセル量を多くすることができるため鮮明な画像を提供することができる。 In addition, the light guide plate has a lenticular lens body at the upper part on the exit surface side, and can be emitted almost vertically from the surface portion directly by performing total reflection even if the second inclined surface portion is not a light beam close to the critical angle, This substantially vertical emitted light is emitted as a light beam having a sharp peak width by propagation in the direction of the incident end face and the anti-incident end face (in this case, the Z direction). It can be focused in the left and right direction (XY direction) of the end face, and for example, a sharp light beam is emitted in each direction for each RGB pixel in the LCD, so that the aperture area of the pixel is reduced. Can do. Further, by reducing the size of each pixel of RGB, the amount of pixels per unit area can be increased more finely, so that a clear image can be provided.
さらに、光源の映り込みや輝度斑を無くすことができるとともにRGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射せず一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射する。このために、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができ、輝度とともに輝度斑や発光色斑をコントロールすることができ、ならびに導光板の利用出射面を大きく取れ、さらに大型の導光板や平面照明装置でも光源近傍の両端の入射端面部が最小で中央部が最大の厚みとなり、機械的に優れた強度の導光板および平面照明装置を提供できる。 Furthermore, the reflection of light sources and brightness spots can be eliminated, and even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, the light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part, but once totally reflected on the opposite side of the incident end face part of the light guide plate. And then exit. For this reason, in order to proceed while repeating total reflection several times in the light guide plate in the meantime, RGB single color light can be mixed to obtain complete white light, and brightness spots and emission color spots can be controlled along with luminance. In addition, the light exiting surface of the light guide plate can be made large, and even with a large light guide plate or flat illumination device, the incident end surface portions at both ends in the vicinity of the light source have the minimum thickness and the central portion has the maximum thickness. A light guide plate and a flat illumination device can be provided.
本発明の請求項1に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射することを特徴とする。
The light guide plate according to
請求項1に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。
The light guide plate according to
また、請求項2に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するとともに入射端面部から反入射端面部方向に進むときにも光偏向素子の傾斜面によって臨界角を破り出射することを特徴とする。
Further, the light guide plate according to
請求項2に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するとともに入射端面部から反入射端面部方向に進むときにも光偏向素子の傾斜面によって臨界角を破り出射するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。また、入射端面部から入射した光は導光板の表面部や裏面部に達しても臨界角に達する光が存在せず、一度入射端面部の反対側の反入射端面部で全反射した光が臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在するために反入射端面部から入射端面部に戻る間に出射面から出射するために入射端面部に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射端面部に近づくほど光偏向素子の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。
The light guide plate according to
さらに、請求項3に係る導光板は、第2の傾斜面部の傾斜角度が第1の傾斜面部の傾斜角度の2倍以上で90°以下であることを特徴とする。
Furthermore, the light guide plate according to
請求項3に係る導光板は、第2の傾斜面部の傾斜角度が第1の傾斜面部の傾斜角度の2倍以上で90°以下であるので、第2の傾斜面部で全反射する光の表面部方向への偏向角が大きくなる。
In the light guide plate according to
また、請求項4に係る導光板は、反入射端面部を、2つの側面部から同距離位置を中心とし、側面部方向に曲率が変化するフレネルレンズ形状または表面部と裏面部との間に延存する凸状または/および凹状の稜を形成することを特徴とする。
In the light guide plate according to
請求項4に係る導光板は、反入射端面部を、2つの側面部から同距離位置を中心とし、側面部方向に曲率が変化するフレネルレンズ形状または表面部と裏面部との間に延存する凸状または/および凹状の稜を形成するので、反入射端面部での入射端面部方向への反射光を平行な光線として反射することができ、表面部と裏面部との間に延存する凸状や凹状の稜を形成することによって、側面部方向に光を分散することができる。
The light guide plate according to
さらに、請求項5に係る導光板は、凸状の稜および凹状の稜の断面の傾斜面が直線または円弧状の三角形状または稜の頂部が平坦に欠切したことを特徴とする。
Furthermore, the light guide plate according to
請求項5に係る導光板は、凸状の稜および凹状の稜の断面の傾斜面が直線または円弧状の三角形状または稜の頂部が平坦に欠切したので、例えば側面方向の幅が広い導光板であり、入射端面部の中心に点状の光源があっても、より広がりを有する反射光を得ることができる。
また、稜の頂部が平坦に欠切した場合には、反入射端面部に進入してきた方向へ反射させることができる。
In the light guide plate according to the fifth aspect, the convex ridge and the inclined surface of the cross section of the concave ridge are straight or arcuate triangular or the top of the ridge is notched flat. Even if there is a point light source at the center of the incident end face portion of the light plate, reflected light having a larger spread can be obtained.
Moreover, when the top part of a ridge is notched flat, it can reflect in the direction which approached the anti-incident end surface part.
また、請求項6に係る導光板は、反入射端面部が、表面部と裏面部との厚さ方向または/および側面部方向が円弧形状であることを特徴とする。
The light guide plate according to
請求項6に係る導光板は、反入射端面部が、表面部と裏面部との厚さ方向または/および側面部方向が円弧形状であるので、厚さ方向が円弧形状の場合には反入射端面部での反射光に集光性を得ることができる。これにより、無駄なく第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に集光でき、明るい出射光を得ることができる。
また、側面部方向が円弧形状の場合には、反入射端面部での反射光に集光性を得ることができるため、複数の点状光源等の場合、光源からの反射光が側面方向から漏れにくくしながら互いに混合される。
In the light guide plate according to
In addition, when the side surface direction is an arc shape, it is possible to obtain a light collecting property on the reflected light at the anti-incident end surface portion. Therefore, in the case of a plurality of point light sources, the reflected light from the light source is They are mixed with each other while preventing leakage.
さらに、請求項7に係る導光板は、反入射端面部が、表面部方向または/および裏面部方向に傾斜面部を有することを特徴とする。
Furthermore, the light guide plate according to
請求項7に係る導光板は、反入射端面部が、表面部方向または/および裏面部方向に傾斜面部を有するので、反入射端面部での反射光を第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に反射させたり、表面部方向の傾斜面部と裏面部方向の傾斜面部とで2回反射することで第1の傾斜面部や第2の傾斜面部に反射させることができる。 In the light guide plate according to the seventh aspect, since the anti-incident end surface portion has the inclined surface portion in the front surface portion direction and / or the back surface portion direction, the reflected light at the anti-incident end surface portion is reflected by the first inclined surface portion or the second inclined surface portion. It can be reflected to the first inclined surface portion or the second inclined surface portion by reflecting in the surface portion direction or reflecting twice on the inclined surface portion in the front surface portion direction and the inclined surface portion in the rear surface portion direction.
また、請求項8に係る導光板は、反入射端面部が、微細なコーナーキュービック形状を有することを特徴とする。 The light guide plate according to an eighth aspect is characterized in that the anti-incident end face portion has a fine corner cubic shape.
請求項8に係る導光板は、反入射端面部が、微細なコーナーキュービック形状を有するので、例えば複数の点状光源である場合に、複数の光源からの光を互いの微細なコーナーキュービック形状内で入射と反射とが同じ方向であるので、反入射端面部で反射され入射端面部方向に戻るときに導光板内で混ざり合い第1の傾斜面部や第2の傾斜面部で出射面方向に反射される。
In the light guide plate according to
また、請求項9に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備することを特徴とする。
Further, a flat illumination device according to
Forms an incident end face for guiding light from the light source, and a surface portion and / or back surface and emits the light, the thin plate rectangular cubic shape having a side portion intersecting to the these surface portions and the back portion, the incident The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases as the distance from the end surface portion increases, and the maximum separation distance from the incident end surface portion. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximum at the anti-incident end surface portion, and the back surface portion made of a mirror surface has a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclination facing the opposite direction to the incident end surface portion. It has a staircase shape in which the surface portion is alternately and continuously connected, and does not break the critical angle when proceeding from the incident end surface portion to the anti-incident end surface portion, and is reflected at the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion. Sometimes the first inclined surface breaks the critical angle and tapers A light guide plate for emitting a substantially normal angle smaller reflection angle of the total reflection by the second inclined surface portion as well as generate,
And a reflector having reflectivity that covers portions other than the incident end face and the exit face of the light guide plate.
請求項9に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、このため、入射端面部近傍でテーパーリークは起こらないので、指向性の強い光源でも入射端面部近傍での光輝度の出射光や半導体発光素子自身等の光源の形状が出射面から観測(映り込み)や輝度斑が無い。
A flat illumination device according to
Forms an incident end face for guiding light from the light source, and a surface portion and / or back surface and emits the light, the thin plate rectangular cubic shape having a side portion intersecting to the these surface portions and the back portion, the incident The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases as the distance from the end surface portion increases, and the maximum separation distance from the incident end surface portion. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximum at the anti-incident end surface portion, and the back surface portion made of a mirror surface has a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclination facing the opposite direction to the incident end surface portion. It has a staircase shape in which the surface portion is alternately and continuously connected, and does not break the critical angle when proceeding from the incident end surface portion to the anti-incident end surface portion, and is reflected at the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion. Sometimes the first inclined surface breaks the critical angle and tapers A light guide plate for emitting a substantially normal angle smaller reflection angle of the total reflection by the second inclined surface portion as well as generate,
A light-reflecting reflector that covers a portion other than the incident end face and the exit face of the light guide plate, so that the light beam guided from the incident end face into the light guide plate is located on the opposite side of the incident end face. There is no light beam that breaks the critical angle while going to the incident end face, and many light rays are totally reflected on each surface of the light guide plate. to change, light, etc. many present near the light and the critical angle break the critical angle at the first deflected by the inclined surface portion surface portion when going light again incident end face direction reflected by the anti-incident end face, this Therefore, taper leak does not occur in the vicinity of the incident end face, so even with a highly directional light source, the emitted light of the light intensity near the incident end face and the shape of the light source such as the semiconductor light emitting element itself are observed (reflected). ) Or brightness spots.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって始めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しない。このため、発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するので、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。 Furthermore, since a taper leak can be caused only by a light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, it does not immediately emit near the incident end face part. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of light emission color spots, and the incident light is totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, and then emitted, so the total reflection in the light guide plate is repeated several times during that time. However, in order to proceed, RGB monochromatic light is mixed and complete white light can be obtained.
また、請求項10に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、A planar illumination device according to
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、A thin plate-like rectangular cube shape having an incident end face part that guides light from the light source, a surface part or / and a back part that emits the light, and a side part that intersects with the front part and the back part, In the area or / and the back surface, a fine dot-shaped light deflecting element is provided so that the quantity or area increases as it approaches the incident end surface, and the distance between the front surface and the back surface increases as the distance from the incident end surface increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance gradually increases, and between the front surface portion and the back surface portion at the anti-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the incident end surface portion. The back surface portion made of a mirror surface has a staircase shape in which a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclined surface portion that are opposite to the incident end surface portion are alternately and continuously connected, Critical when traveling from the incident end face to the anti-incident end face Without being broken, the critical angle is broken by the first inclined surface portion when it is reflected from the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion, and a taper leak is generated and the reflection angle of total reflection by the second inclined surface portion A light guide plate that emits light at a small and substantially vertical angle;
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備することを特徴とする。And a reflector having reflectivity that covers portions other than the incident end face and the exit face of the light guide plate.
請求項10に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、A planar illumination device according to
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、A thin plate-like rectangular cube shape having an incident end face part that guides light from the light source, a surface part or / and a back part that emits the light, and a side part that intersects with the front part and the back part, In the area or / and the back surface, a fine dot-shaped light deflecting element is provided so that the quantity or area increases as it approaches the incident end surface, and the distance between the front surface and the back surface increases as the distance from the incident end surface increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance gradually increases, and between the front surface portion and the back surface portion at the anti-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the incident end surface portion. The back surface portion made of a mirror surface has a staircase shape in which a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclined surface portion that are opposite to the incident end surface portion are alternately and continuously connected, Critical when traveling from the incident end face to the anti-incident end face Without being broken, the critical angle is broken by the first inclined surface portion when it is reflected from the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion, and a taper leak is generated and the reflection angle of total reflection by the second inclined surface portion A light guide plate that emits light at a small and substantially vertical angle;
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。また、入射端面部から入射した光は導光板の表面部や裏面部に達しても臨界角に達する光が存在せず、一度入射端面部の反対側の反入射端面部で全反射した光が臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在するために反入射端面部から入射端面部に戻る間に出射面から出射するために入射端面部に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射端面部に近づくほど光偏向素子の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。A light-reflecting reflector that covers a portion other than the incident end face and the exit face of the light guide plate, so that the light beam guided from the incident end face into the light guide plate is located on the opposite side of the incident end face. There is no light beam that breaks the critical angle while going to the incident end face, and many light rays are totally reflected on each surface of the light guide plate. When the light beam reflected by the non-incident end face portion again travels in the direction of the incident end face portion, there are many light rays that are deflected by the first inclined surface portion and break the critical angle at the surface portion or near the critical angle, and are tapered. When a fine light deflecting element is reached together with a leak, the critical angle is broken and emitted from the light guide plate, and the second inclined surface portion can be directly reflected from the surface portion by performing total reflection even if the light beam is not close to the critical angle. In addition, the light incident from the incident end face does not reach the critical angle even if it reaches the front or back surface of the light guide plate, and the light that has been totally reflected once by the anti-incident end face on the opposite side of the incident end face. Because there are many rays that break the critical angle or close to the critical angle, it is necessary to increase the amount of light emitted as it approaches the incident end surface in order to exit from the exit surface while returning from the anti-incident end surface to the incident end surface. Therefore, the closer to the incident end face portion, the more the number or area of the light deflection elements increases, so that uniform outgoing light can be obtained.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって初めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しない。このため、発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するので、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。Furthermore, since the taper leak can be caused only by the light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, the light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of light emission color spots, and the incident light is totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, and then emitted, so the total reflection in the light guide plate is repeated several times during that time. However, in order to proceed, RGB monochromatic light is mixed and complete white light can be obtained.
また、請求項11に係る平面照明装置は、導光板の出射面側の上部にレンチキュラーレンズ体を具備することを特徴とする。 The flat illumination device according to an eleventh aspect is characterized in that a lenticular lens body is provided in an upper portion on the light exit surface side of the light guide plate.
請求項11に係る平面照明装置は、導光板の出射面側の上部にレンチキュラーレンズ体を具備するので、第2の傾斜面部で臨界角に近い光線でなくとも全反射を行って直接表面部から略垂直に出射することができ、この略垂直な出射光は入射端面部と反入射端面部方向(ここではZ方向とする)での伝播によって鋭いピーク幅の光線となって出射した光をレンチキュラーレンズ体によって入射端面部および反入射端面部の左右方向(X−Y方向)に集光させることができる。
Since the planar illumination device according to
さらに、請求項12に係る平面照明装置は、光源が、指向性の有する半導体発光素子からなり、単色光または赤色光、緑色光、青色光の三原色光あるいは波長変換材利用の白色光であるとともにこれらを単体またはアレー状に構成したことを特徴とする。
Furthermore, in the planar illumination device according to
請求項12に係る平面照明装置は、光源が、指向性の有する半導体発光素子からなり、単色光または赤色光、緑色光、青色光の三原色光あるいは波長変換材利用の白色光であるとともにこれらを単体またはアレー状に構成したので、高輝度の出射光を得ることができるとともに目的に応じて高輝度の白色光を出射することができ、アレー状に構成することにより光源の形状が出射面から観測(映り込み)や輝度斑が無い出射光を得ることができる。
In the planar illumination device according to
また、請求項13に係る平面照明装置は、反射体の反射面が凹凸形状またはプリズム形状であることを特徴とする。
The flat illumination device according to
請求項13に係る平面照明装置は、反射体の反射面が凹凸形状またはプリズム形状であるので、入射端面部から入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進んだ光線や出射面の反対側の面に出射した光線や漏れた光線等をより確実に再度導光板内に戻すことができ、凹凸形状やプリズム形状を制御することにより再度導光板内に戻す位置をコントロールすることができる。さらに光源がRGB等の三原色光の場合に三原色光の光をプリズム面による反射によって導光板内で混ざり合うことができる。 In the planar illumination device according to the thirteenth aspect, since the reflecting surface of the reflector has a concavo-convex shape or a prism shape, the light beam or the exit surface that has traveled from the incident end surface portion to the counter-incident end surface portion located on the opposite side of the incident end surface portion The light emitted to the opposite surface or the leaked light can be returned to the light guide plate more reliably, and the position to return to the light guide plate can be controlled again by controlling the uneven shape and prism shape. . Further, when the light source is light of three primary colors such as RGB, the light of the three primary colors can be mixed in the light guide plate by reflection by the prism surface.
以上のように、請求項1に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。特に第2の傾斜面部による全反射をした光は略垂直な出射光を得ることができる。
As described above, the light guide plate according to
そのため、光量をコントロールすることができるとともに光源の映り込みが無く、入射端面部近傍の入射端面部の両端をも暗部がなく明るい均一な出射光を得ることができる。このため、その分実際に使用でき得る導光板の面積が大きく取れ、さらに光源が並列(アレー状)に設けてあっても互いに隣り合う光源からの光を重ならずに輝度斑の発生を防ぐことができる。また、大型化する場合に両端を入射端面部とし、中心部分の厚さが一番厚いので導光板の機械的安定および強度に優れる。 Therefore, the amount of light can be controlled, the light source is not reflected, and bright uniform outgoing light can be obtained without dark portions at both ends of the incident end surface near the incident end surface. For this reason, the area of the light guide plate that can actually be used can be increased, and even if the light sources are provided in parallel (array shape), the occurrence of luminance spots is prevented without overlapping light from adjacent light sources. be able to. Further, when the size is increased, both ends are set as incident end faces, and the thickness of the central portion is the thickest, so that the light guide plate is excellent in mechanical stability and strength.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって初めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しない。このため、発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するので、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。Furthermore, since the taper leak can be caused only by the light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, the light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of light emission color spots, and the incident light is totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, and then emitted, so the total reflection in the light guide plate is repeated several times during that time. However, in order to proceed, RGB monochromatic light is mixed and complete white light can be obtained.
また、請求項2に係る導光板は、薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するとともに入射端面部から反入射端面部方向に進むときにも光偏向素子の傾斜面によって臨界角を破り出射するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。また、入射端面部から入射した光は導光板の表面部や裏面部に達しても臨界角に達する光が存在せず、一度入射端面部の反対側の反入射端面部で全反射した光が臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在するために反入射端面部から入射端面部に戻る間に出射面から出射するために入射端面部に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射端面部に近づくほど光偏向素子の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。
Further, the light guide plate according to
そのため、光量をコントロールすることができるとともに光源の映り込みが無く、入射端面部近傍の入射端面部の両端をも暗部がなく明るい均一な出射光を得ることができる。このため、その分実際に使用でき得る導光板の面積が大きく取れ、さらに光源が並列(アレー状)に設けてあっても互いに隣り合う光源からの光を重ならずに輝度斑の発生を防ぐことができる。また、大型化する場合に両端を入射端面部とし、中心部分の厚さが一番厚いので導光板の機械的安定および強度に優れる。Therefore, the amount of light can be controlled, the light source is not reflected, and bright uniform outgoing light can be obtained without dark portions at both ends of the incident end surface near the incident end surface. For this reason, the area of the light guide plate that can actually be used can be increased, and even if the light sources are provided in parallel (array shape), the occurrence of luminance spots is prevented without overlapping light from adjacent light sources. be able to. Further, when the size is increased, both ends are set as incident end faces, and the thickness of the central portion is the thickest, so that the light guide plate is excellent in mechanical stability and strength.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって初めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しない。このため、発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するので、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。Furthermore, since the taper leak can be caused only by the light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, the light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of light emission color spots, and the incident light is totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, and then emitted, so the total reflection in the light guide plate is repeated several times during that time. However, in order to proceed, RGB monochromatic light is mixed and complete white light can be obtained.
さらに、請求項3に係る導光板は、第2の傾斜面部の傾斜角度が第1の傾斜面部の傾斜角度の2倍以上で90°以下であるので、第2の傾斜面部で全反射する光の表面部方向への偏向角が大きくなる。そのため、表面部への入射角が小さくなり出射光が垂直方向に出射しやすくなる。
Furthermore, the light guide plate according to
また、請求項4に係る導光板は、反入射端面部を、2つの側面部から同距離位置を中心とし、側面部方向に曲率が変化するフレネルレンズ形状または表面部と裏面部との間に延存する凸状または/および凹状の稜を形成するので、反入射端面部での入射端面部方向への反射光を平行な光線として反射することができ、表面部と裏面部との間に延存する凸状や凹状の稜を形成することによって、側面部方向に光を分散することができる。そのため、導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
In the light guide plate according to
請求項5に係る導光板は、凸状の稜および凹状の稜の断面の傾斜面が直線または円弧状の三角形状または稜の頂部が平坦に欠切したので、例えば側面方向の幅が広い導光板であり、入射端面部の中心に点状の光源があっても、より広がりを有する反射光を得ることができる。
また、稜の頂部が平坦に欠切した場合には、反入射端面部に進入してきた方向へ反射させることができる。
そのため、光源や導光板の形状に捉われなく導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
In the light guide plate according to the fifth aspect, the convex ridge and the inclined surface of the cross section of the concave ridge are straight or arcuate triangular or the top of the ridge is notched flat. Even if there is a point light source at the center of the incident end face portion of the light plate, reflected light having a larger spread can be obtained.
Moreover, when the top part of a ridge is notched flat, it can reflect in the direction which approached the anti-incident end surface part.
Therefore, it is possible to obtain uniform emission light without spots from the emission surface of the light guide plate without being caught by the shape of the light source or the light guide plate.
請求項6に係る導光板は、反入射端面部が、表面部と裏面部との厚さ方向または/および側面部方向が円弧形状であるので、厚さ方向が円弧形状の場合には反入射端面部での反射光に集光性を得ることができる。これにより、無駄なく第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に集光でき、明るい出射光を得ることができる。
また、側面部方向が円弧形状の場合には、反入射端面部での反射光に集光性を得ることができるため、複数の点状光源等の場合、光源からの反射光が側面方向から漏れにくくしながら互いに混合される。そのために、導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
さらに、反入射端面部が表面部と裏面部との厚さ方向および側面部方向が円弧形状にした時には、所謂トーリックレンズの役割を得ることができる。そのため、1つの光源に対しても2つの焦点を持つので、導光板内部に存在する光を無駄なく利用することができる。
In the light guide plate according to
In addition, when the side surface direction is an arc shape, it is possible to obtain a light collecting property on the reflected light at the anti-incident end surface portion. Therefore, in the case of a plurality of point light sources, the reflected light from the light source is They are mixed with each other while preventing leakage. Therefore, uniform outgoing light without spots can be obtained from the outgoing surface of the light guide plate.
Further, when the anti-incident end surface portion has a circular shape in the thickness direction and the side surface direction between the front surface portion and the back surface portion, a so-called toric lens can be obtained. Therefore, since one light source has two focal points, light existing inside the light guide plate can be used without waste.
請求項7に係る導光板は、反入射端面部が、表面部方向または/および裏面部方向に傾斜面部を有するので、反入射端面部での反射光を第1の傾斜面部や第2の傾斜面部方向に反射させたり、表面部方向の傾斜面部と裏面部方向の傾斜面部とで2回反射することで第1の傾斜面部や第2の傾斜面部に反射させることができる。 In the light guide plate according to the seventh aspect, since the anti-incident end surface portion has the inclined surface portion in the front surface portion direction and / or the back surface portion direction, the reflected light at the anti-incident end surface portion is reflected by the first inclined surface portion or the second inclined surface portion. It can be reflected to the first inclined surface portion or the second inclined surface portion by reflecting in the surface portion direction or reflecting twice on the inclined surface portion in the front surface portion direction and the inclined surface portion in the rear surface portion direction.
請求項8に係る導光板は、反入射端面部が、微細なコーナーキュービック形状を有するので、例えば複数の点状光源である場合に、複数の光源からの光を互いの微細なコーナーキュービック形状内で入射と反射とが同じ方向であるので、反入射端面部で反射され入射端面部方向に戻るときに導光板内で混ざり合い第1の傾斜面部や第2の傾斜面部で出射面方向に反射される。そのために、出射面から広がりのある出射光を得ることができる。
In the light guide plate according to
また、請求項9に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、このため、入射端面部近傍でテーパーリークは起こらないので、指向性の強い光源でも入射端面部近傍での光輝度の出射光や半導体発光素子自身等の光源の形状が出射面から観測(映り込み)や輝度斑が無い。
Further, a flat illumination device according to
Forms an incident end face for guiding light from the light source, and a surface portion and / or back surface and emits the light, the thin plate rectangular cubic shape having a side portion intersecting to the these surface portions and the back portion, the incident The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases as the distance from the end surface portion increases, and the maximum separation distance from the incident end surface portion. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximum at the anti-incident end surface portion, and the back surface portion made of a mirror surface has a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclination facing the opposite direction to the incident end surface portion. It has a staircase shape in which the surface portion is alternately and continuously connected, and does not break the critical angle when proceeding from the incident end surface portion to the anti-incident end surface portion, and is reflected at the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion. Sometimes the first inclined surface breaks the critical angle and tapers A light guide plate for emitting a substantially normal angle smaller reflection angle of the total reflection by the second inclined surface portion as well as generate,
A light-reflecting reflector that covers a portion other than the incident end face and the exit face of the light guide plate, so that the light beam guided from the incident end face into the light guide plate is located on the opposite side of the incident end face. There is no light beam that breaks the critical angle while going to the incident end face, and many light rays are totally reflected on each surface of the light guide plate. to change, light, etc. many present near the light and the critical angle break the critical angle at the first deflected by the inclined surface portion surface portion when going light again incident end face direction reflected by the anti-incident end face, this Therefore, taper leak does not occur in the vicinity of the incident end face, so even with a highly directional light source, the emitted light of the light intensity near the incident end face and the shape of the light source such as the semiconductor light emitting element itself are observed (reflected). ) Or brightness spots.
そのために、光量をコントロールすることができるとともに光源の映り込みが無く、入射端面部近傍の入射端面部の両端をも暗部がなく明るい均一な出射光を得ることができる。これにより、その分実際に使用でき得る導光板の面積が大きく取れ、さらに光源が並列(アレー状)に設けてあっても互いに隣り合う光源からの光を重ならずに輝度斑の発生を防ぐことができ、また大型化する場合に両端を入射端面部とするため中心部分の厚さが一番厚いので導光板の機械的安定および強度に優れる。 Therefore, the amount of light can be controlled, the light source is not reflected, and both the ends of the incident end face near the incident end face have no dark part and bright uniform emitted light can be obtained. As a result, the area of the light guide plate that can be actually used can be increased, and even if the light sources are arranged in parallel (array shape), the occurrence of luminance spots is prevented without overlapping light from adjacent light sources. In addition, when the size of the light guide plate is increased, both ends are made incident end face portions, so that the thickness of the central portion is the thickest, so that the light guide plate is excellent in mechanical stability and strength.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって始めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しないので発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するために、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。 Furthermore, since a taper leak can only occur due to a light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part. In order for incident light to be emitted after being totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, in order to travel while repeating total reflection several times in the light guide plate, Monochromatic light can be mixed to obtain complete white light.
請求項10に係る平面照明装置は、指向性の有する光源と、A planar illumination device according to
光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら表面部と裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、表面部または/および裏面部には、入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、入射端面部から離れるに従い表面部と裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において表面部と裏面部との間の間距離が最大になり、鏡面から成る裏面部は入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、入射端面部から反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、反入射端面部にて反射され反入射端面部から入射端面部に進む時に第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、A thin plate-like rectangular cube shape having an incident end face part that guides light from the light source, a surface part or / and a back part that emits the light, and a side part that intersects with the front part and the back part, In the area or / and the back surface, a fine dot-shaped light deflecting element is provided so that the quantity or area increases as it approaches the incident end surface, and the distance between the front surface and the back surface increases as the distance from the incident end surface increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance gradually increases, and between the front surface portion and the back surface portion at the anti-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the incident end surface portion. The back surface portion made of a mirror surface has a staircase shape in which a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclined surface portion that are opposite to the incident end surface portion are alternately and continuously connected, Critical when traveling from the incident end face to the anti-incident end face Without being broken, the critical angle is broken by the first inclined surface portion when it is reflected from the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion, and a taper leak is generated and the reflection angle of total reflection by the second inclined surface portion A light guide plate that emits light at a small and substantially vertical angle;
導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備するので、入射端面部から導光板内に導かれた光線は入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部や裏面部で全反射する角度が反入射端面部に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部で反射した光線を再度入射端面部方向に進む時に第1の傾斜面部により偏向され表面部で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子に達した時に臨界角を破り導光板から出射し、第2の傾斜面部では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から出射することができる。また、入射端面部から入射した光は導光板の表面部や裏面部に達しても臨界角に達する光が存在せず、一度入射端面部の反対側の反入射端面部で全反射した光が臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在するために反入射端面部から入射端面部に戻る間に出射面から出射するために入射端面部に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射端面部に近づくほど光偏向素子の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。A light-reflecting reflector that covers a portion other than the incident end face and the exit face of the light guide plate, so that the light beam guided from the incident end face into the light guide plate is located on the opposite side of the incident end face. There is no light beam that breaks the critical angle while going to the incident end face, and many light rays are totally reflected on each surface of the light guide plate. When the light beam reflected by the non-incident end face portion again travels in the direction of the incident end face portion, there are many light rays that are deflected by the first inclined surface portion and break the critical angle at the surface portion or near the critical angle, and are tapered. When a fine light deflecting element is reached together with a leak, the critical angle is broken and emitted from the light guide plate, and the second inclined surface portion can be directly reflected from the surface portion by performing total reflection even if the light beam is not close to the critical angle. In addition, the light incident from the incident end face does not reach the critical angle even if it reaches the front or back surface of the light guide plate, and the light that has been totally reflected once by the anti-incident end face on the opposite side of the incident end face. Because there are many rays that break the critical angle or close to the critical angle, it is necessary to increase the amount of light emitted as it approaches the incident end surface in order to exit from the exit surface while returning from the anti-incident end surface to the incident end surface. Therefore, the closer to the incident end face portion, the more the number or area of the light deflection elements increases, so that uniform outgoing light can be obtained.
そのために、光量をコントロールすることができるとともに光源の映り込みが無く、入射端面部近傍の入射端面部の両端をも暗部がなく明るい均一な出射光を得ることができる。これにより、その分実際に使用でき得る導光板の面積が大きく取れ、さらに光源が並列(アレー状)に設けてあっても互いに隣り合う光源からの光を重ならずに輝度斑の発生を防ぐことができ、また大型化する場合に両端を入射端面部とするため中心部分の厚さが一番厚いので導光板の機械的安定および強度に優れる。Therefore, the amount of light can be controlled, the light source is not reflected, and both the ends of the incident end face near the incident end face have no dark part and bright uniform emitted light can be obtained. As a result, the area of the light guide plate that can be actually used can be increased, and even if the light sources are arranged in parallel (array shape), the occurrence of luminance spots is prevented without overlapping light from adjacent light sources. In addition, when the size of the light guide plate is increased, both ends are made incident end face portions, so that the thickness of the central portion is the thickest, so that the light guide plate is excellent in mechanical stability and strength.
さらに、反入射端面部で全反射をした光線によって初めてテーパーリークは起こすことができるので、RGB等の単色光源を並べた光源の場合でも入射端面部近傍ですぐに出射しない。このため、発光色斑の発生を回避することができ、入射光が一度導光板の入射端面部の反対側で全反射してから出射するので、その間に導光板内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するためにRGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。Furthermore, since the taper leak can be caused only by the light beam totally reflected at the anti-incident end face part, even in the case of a light source in which monochromatic light sources such as RGB are arranged, the light is not emitted immediately in the vicinity of the incident end face part. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of light emission color spots, and the incident light is totally reflected once on the opposite side of the incident end face portion of the light guide plate, and then emitted, so the total reflection in the light guide plate is repeated several times during that time. However, in order to proceed, RGB monochromatic light is mixed and complete white light can be obtained.
請求項11に係る平面照明装置は、導光板の出射面側の上部にレンチキュラーレンズ体を具備するので、第2の傾斜面部で臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部から略垂直に出射することができ、この略垂直の出射光は入射端面部と反入射端面部方向(ここでZ方向とする)での伝播によって鋭いピーク幅の光線となって出射した光をレンチキュラーレンズ体によって入射端面部および反入射端面部の左右方向(X−Y方向)に集光させることができる。 Since the planar illumination device according to the eleventh aspect includes the lenticular lens body at the upper part on the light exit surface side of the light guide plate, the second inclined surface portion performs total reflection even if the light beam is not close to the critical angle, and is substantially directly from the surface portion. The substantially perpendicular emission light can be emitted vertically, and the light emitted as a light beam having a sharp peak width by propagation in the direction of the incident end face portion and the anti-incident end face portion (here, the Z direction) is lenticular lens. The light can be condensed in the left-right direction (XY direction) of the incident end face part and the anti-incident end face part by the body.
そのために、例えば、LCDでのRGBの各ピクセルに対して各方向に対して鋭い光束を出射するので、ピクセルの開口面積を小さくすることができる。このため、RGBの各々のピクセルのサイズを小さくすることによって、より微細で単位面積当たりのピクセル量を多くすることができ、鮮明が画像を提供することができる。 Therefore, for example, a sharp light beam is emitted in each direction with respect to each pixel of RGB on the LCD, so that the aperture area of the pixel can be reduced. For this reason, by reducing the size of each pixel of RGB, it is possible to increase the amount of pixels per unit area that is finer, and to provide a clear image.
さらに、請求項12に係る平面照明装置は、光源が、指向性の有する半導体発光素子からなり、単色光または赤色光、緑色光、青色光の三原色光あるいは波長変換材利用の白色光であるとともにこれらを単体またはアレー状に構成したので、高輝度の出射光を得ることができるとともに目的に応じて高輝度の白色光を出射することができ、アレー状に構成することにより光源の形状が出射面から観測(映り込み)や輝度斑が無い出射光を得ることができる。そのため、目的に応じて導光板の側面に設けてCCFLの代わりや導光板の隅に設けたりして高輝度の白色光を出射することができ、クリアな白色光や単色光を得ることができる。
Furthermore, in the planar illumination device according to
また、請求項13に係る平面照明装置は、反射体の反射面が凹凸形状またはプリズム形状であるので、入射端面部から入射端面部の反対側に位置する反入射端面部に進んだ光線や出射面の反対側の面に出射した光線や漏れた光線等をより確実に再度導光板内に戻すことができ、凹凸形状やプリズム形状を制御することにより再度導光板内に戻す位置をコントロールすることができ、さらに光源がRGB等の三原色光の場合に三原色光の光をプリズム面による反射によって導光板内で混ざり合うことができる。
In the flat illumination device according to
そのため、凹凸形状やプリズム形状を制御することにより再度導光板内に戻す位置をコントロールすることができ、最終の出射光の輝度、光量分布および出射角等を調整することができる。さらに光源がRGB等の三原色光の場合に三原色光の光をプリズム面による反射によって導光板内で混ざり合うことができる。このため、光源からの光を無駄にせず光源から導光板の出射光に変換する効率が優れている。 Therefore, it is possible to control the position of returning to the light guide plate again by controlling the concavo-convex shape and the prism shape, and it is possible to adjust the luminance, light amount distribution, emission angle, and the like of the final emitted light. Further, when the light source is light of three primary colors such as RGB, the light of the three primary colors can be mixed in the light guide plate by reflection by the prism surface. For this reason, the efficiency which converts the light from a light source into the emitted light of a light-guide plate without wasting is excellent.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
なお、本発明は導光板が薄板状矩形立方体形状を成して表面部と裏面部との間の間距離が入射端面部で最小になり、入射端面部から最大離距離である反入射端面部において間距離が最大になり、裏面部が入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなしてこれらの面が鏡面をなすとともに表面部や裏面部には微細な光偏向素子を設けたもので、またこの導光板と、指向性の有する光源と、導光板の入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体と、導光板の出射面側の上部にレンチキュラーレンズ体とを具備することによって、導光板の入射端面部近傍での光源の映り込みや輝度斑や発光色斑の発生をコントロールすることができ、ならびに導光板の利用出射面を大きく取れる導光板および平面照明装置を提供するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In the present invention, the light guide plate has a thin rectangular cube shape, and the distance between the front surface portion and the back surface portion is the minimum at the incident end surface portion, and the anti-incident end surface portion is the maximum separation distance from the incident end surface portion. These surfaces have a staircase shape in which the first distance between the first inclined surface portion and the second inclined surface portion, which have a back surface facing away from the incident end surface portion, are alternately and continuously connected. Has a mirror surface and is provided with fine light deflection elements on the front surface and the back surface, and covers the light guide plate, the light source having directivity, and the portions other than the incident end surface and the output surface of the light guide plate. By including a reflector having reflectivity and a lenticular lens body on the light exit side of the light guide plate, reflection of the light source near the incident end surface portion of the light guide plate and generation of luminance spots and light emission color spots As well as the light guide plate The exit surface larger take the light guide plate and is intended to provide a planar lighting device.
図1は本発明に係る平面照明装置の一例を示す略斜視図、図2は本発明に係る導光板の一例を示す略断面図および軌跡図、図3は本発明に係る導光板の部分略断面図および軌跡図、図4は本発明に係る導光板の他の例を示す略斜視図、図5は本発明に係る導光板の他の例を示す略斜視図、図6は本発明に係る導光板の他の例を示す略平面図、図7は本発明に係る導光板の他の例を示す部分略斜視図、図8は本発明に係る導光板の他の例を示す略平面図、図9は本発明に係る導光板の他の例を示す略斜視図、図10は本発明に係る導光板の他の例を示す略斜視図、図11は本発明に係る導光板の他の例を示す略斜視図、図12は本発明に係る導光板の他の例を示す略断面図および軌跡図、図13は本発明に係る導光板の他の例を示す略平面図および軌跡図、図14(a)〜(f)は本発明に係る導光板に設けられる凸状の稜や凹状の稜の各例を示す部分拡大図、図15は本発明に係る説明図、図16は本発明に係る平面照明装置の他の例を示す略斜視図、図17(a)〜(f)は本発明に係る導光板の他の例を示す裏面部側から見た略平面図である。 1 is a schematic perspective view showing an example of a flat illumination device according to the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view and a trajectory diagram showing an example of a light guide plate according to the present invention, and FIG. 3 is a partial schematic diagram of the light guide plate according to the present invention. 4 is a schematic perspective view showing another example of the light guide plate according to the present invention, FIG. 5 is a schematic perspective view showing another example of the light guide plate according to the present invention, and FIG. FIG. 7 is a partial schematic perspective view showing another example of the light guide plate according to the present invention, and FIG. 8 is a schematic plan view showing another example of the light guide plate according to the present invention. 9 is a schematic perspective view showing another example of the light guide plate according to the present invention, FIG. 10 is a schematic perspective view showing another example of the light guide plate according to the present invention, and FIG. 11 is a diagram of the light guide plate according to the present invention. 12 is a schematic perspective view showing another example, FIG. 12 is a schematic cross-sectional view and a locus diagram showing another example of the light guide plate according to the present invention, and FIG. 13 is a schematic plan view showing another example of the light guide plate according to the present invention. 14 (a) to (f) are partially enlarged views showing examples of convex ridges and concave ridges provided on the light guide plate according to the present invention, and FIG. 15 is an explanatory diagram according to the present invention. FIG. 16 is a schematic perspective view showing another example of the flat illumination device according to the present invention, and FIGS. 17A to 17F are schematic plan views as seen from the back surface side showing another example of the light guide plate according to the present invention. FIG.
図1に示す平面照明装置1(1A)は、導光板2(2A)と光源10と反射体11およびレンチキュラーレンズ体12から構成されている。
A flat illumination device 1 (1A) shown in FIG. 1 includes a light guide plate 2 (2A), a
導光板2は、屈折率が1.4〜1.7程度の透明なアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等で形成され、光源10からの光を導く入射端面部3と、この入射端面部3と反対側に位置する反入射端面部4と、光を出射する表面部8と、この表面部8と反対側に位置する裏面部5と、表面部8と裏面部5とに接続する側面部14とからなる。導光板2の表面部8や裏面部5には、図示しないが、光を全反射や屈折する光偏向素子として、例えば特開2003−035824号公報などに記載されたもの等の加工が施されている。
尚、図1の例では、矩形形状の導光板2Aの1側面を入射端面部3として用いているが、入射端面部3は導光板2の周辺側のどこでも良く、形状も限定されるものではない。
The
In the example of FIG. 1, one side surface of the rectangular
また、導光板2は、表面部8と裏面部5との間の間距離(導光板2の厚さ)が入射端面部3で最小(薄く)になり、入射端面部3から少なくとも最大離距離(入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4)において間距離(厚さ)が最大(厚く)になるような形状を有する。そして、光源10は、導光板2の厚さが薄い入射端面部3の近傍に配置し、光源10の反対側(最大離距離)が導光板2の厚さが厚い配置となる。
In the
さらに、導光板2の裏面部5は、入射端面部3と反対方向(反入射端面部4)に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とが交互に連続的に接続した階段形状をなしている。また、実際には、各第1の傾斜面部6の傾斜角度は、入射端面部3の裏面部5側角部と反入射端面部4の裏面部5側角部とを結ぶ直線の傾斜角度(表面部8とのなす角度)とほぼ一致している。さらに、各第2の傾斜面部7は、第1の傾斜面部6の傾斜角度の2倍以上であり、平坦な表面部8とのなす角度が90°以下に設定されている。また、これら第1の傾斜面部6と第2の傾斜面部7の面は鏡面をなしている。
Further, the
図1および図2に示す導光板2Aでは、第1の傾斜面部6と第2の傾斜面部7とからなる階段形状の各境界線が入射端面部3と平行な直線をなしており、各境界線間が等間となっている。なお、導光板2Aが大きい場合には、入射端面部3から離れるほど各境界線間の距離を長くするのが好ましい。
In the
導光板2の表面部8や裏面部5には、図示しないが、例えば特開2003−035824号公報などに記載された光偏向素子が設けられている。これにより、入射端面部3からの入射光が入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に進む間において導光板2が楔形状であっても臨界角を破る光線は無く進んで反入射端面部4で全反射をして、再度入射端面部3方向に光線が進む時に光偏向素子により屈折等を行い臨界角を破り表面部8から出射することができる。
Although not shown, the light deflection element described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-035824 is provided on the
また、導光板2に入射した光は、屈折角γが0≦|γ|≦Sin-1(1/n)の式を満たす範囲で導光板2内に進む。例えば一般の導光板2に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はn=1.49程度であるので、入射端面部3の表面部8方向から裏面部5方向への光および裏面部5方向から表面部8方向への光の最大入射角が90°となり、入射端面部3で屈折する屈折角γがγ=0〜±42°程度の範囲内になる。
但し、表面部8近傍では裏面部5方向のみのγ=−42°のみ、裏面部5近傍では表面部8方向のみのγ=+42°のみとなる。
Further, the light incident on the
However, only γ = −42 ° only in the direction of the
さらに、屈折角γ=0〜±42°の範囲内で導光板2内に入射した光は、導光板2と空気層(屈折率n=1)との境界面において、Sinα=(1/n)の式により臨界角を表わすことができる。例えば一般の導光板2に使用されている樹脂材料であるアクリル樹脂の屈折率はn=1.49程度であるので、臨界角αはα=42°程度になり、導光板2の表面部8や裏面部5に光線を偏向する凸や凹等が無かったり、臨界角αを越えなければ導光板2内の光は表面部8や裏面部5で全て全反射しながら反入射端面部4方向へ進むことになる。
Further, the light incident on the
しかし、本発明の導光板2は、厚さ(表面部8と裏面部5との間の間距離)が入射端面部3から入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に向かう程厚く(入射端面部3から最大離距離で最大に厚く)なる楔形状(一般または従来の導光板のような入射端面部から最大離距離に向かう程厚さが薄くなる楔形状とは逆)であるので、図3に示すように、入射端面部3からの入射光Ln1が入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に進む間に導光板2が楔形状であっても臨界角を破る光線は無く、表面部8や裏面部5で全反射を繰り返した光線Ln2が反入射端面部4で全反射をして、再度入射端面部3方向に光線Ln3が進む時に光偏向素子13により屈折等を行って臨界角を破り表面部8から光線Ln4として出射することができる。
尚、ここでは光偏向素子13について、凸形状および凹形状について記したが、何れも凸形状や凹形状の傾斜面で屈折し外部に出射する。
However, in the
Here, although the convex shape and the concave shape are described with respect to the
さらに、本例の導光板2は、図示しないが、入射端面部3に近づくほど数量または面積が増加するように光偏向素子13を表面部8や裏面部5に設けている。これにより、最初に光源10から入射端面部3に入射した光は導光板2の表面部8や裏面部5に達しても臨界角αに達する光が存在せず、表面部8や裏面部5で全反射を繰り返しながら入射端面部3の反対側の反入射端面部4に進み、反入射端面部4で全反射し、再度入射端面部3方向に進んだ光が導光板2の厚さが徐々に薄くなり、臨界角αを破る光線や臨界角αに近い光線等が多く存在し、反入射端面部4から入射端面部3に戻る間に臨界角α付近の光線が光偏向素子13の傾斜面によって屈折等を引き起こし出射面(表面部8)から出射する。
Furthermore, although not shown, the
また、反入射端面部4から入射端面部3に戻る間に出射面(表面部8)から出射され入射端面部3に近づくほど(戻るほど)光量の減衰等に対応させて一層多数の光線を出射面(表面部8)から出射するために入射端面部3に近づくほど出射させる光量を多くする必要があるので、入射端面部3に近づくほど光偏向素子13の数量または面積が増加することにより均一な出射光を得ることができる。
なお、図3では、導光板2の裏面部5での入射端面部3の反対方向(反入射端面部4)に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とを図示せず、全体の形状等がわかり易いように1つの緩やかな傾斜面として裏面部5を図示している。
Further, while returning from the non-incident end face
In FIG. 3, a gentle first
実際には、図2に示すように、導光板2(2A)の裏面部5は、入射端面部3と反対方向(反入射端面部4)に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とが交互に連続的に接続した階段形状をなしている。また、これらの面が鏡面をなしている。
Actually, as shown in FIG. 2, the
したがって、導光板2は概略楔形状であり、反入射端面部4に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とが交互に連続的に接続した階段形状をなしているが、入射端面部3からの入射光Ln1が入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に進む間において臨界角を破る光線は無く、表面部8と裏面部5の緩やかな第1の傾斜面部6や鋭い第2の傾斜面部7で全反射を繰り返し、反入射端面部4に達し反入射端面部4で全反射をして、全反射した光線Ln2が再度入射端面部3方向に進む。このとき緩やかな第1の傾斜面部6ではあまりテーパーリークは起き難く、起きた場合でも裏面部5に沿うように大きな出射角度で出射する。また、緩やかな第1の傾斜面部6で全反射して表面部8からテーパーリークを起した場合でも表面部8に沿うように大きな出射角度で出射する。
Therefore, the
しかし、鋭い第2の傾斜面部7に到達した光線は、テーパーリークを起こし易い状態の光線であるため、第2の傾斜面部7によって全反射をして光線Ln3が表面部8方向に進み、表面部8から略直角に光線Ln4を出射することができる。
However, since the light beam that has reached the sharp second
また、第2の傾斜面部7の傾斜角度を第1の傾斜面部6の傾斜角度の2倍以上で90°以下にしたので、上記の様に表面部8から略直角に光線Ln4を出射することができたり、第1の傾斜面部6の緩やかな傾斜角度によるテーパーリークによる出射角度よりも略2倍の出射角度で出射する範囲を得るため第1の傾斜面部6の傾斜角度に対する倍率によって視野角等の出射角を自由にコントロールすることができる。
In addition, since the inclination angle of the second
このように、導光板2の各面で多くの光線を全反射させ、表面部8や裏面部5で全反射する角度が入射端面部3に向かうに従い大きな角度に変化し反入射端面部4に達し、反入射端面部4で反射した光線を再度入射端面部3方向に進む時に表面部8では臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子13に達した時に臨界角を破り導光板2から出射するとともに裏面部5では第1の傾斜面部6で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子13に達した時に臨界角を破り導光板2から出射することができる。
As described above, many light rays are totally reflected on each surface of the
また、第2の傾斜面部7では臨界角に近い光線でなくとも大きな偏向角の全反射を行い略垂直な光や広範囲の光を直接表面部8から出射することができる。そのために、入射端面部3近傍でテーパーリークは起こらないので、指向性の強い光源10でも入射端面部3近傍での光輝度の出射光や半導体発光素子自身等の光源10の形状が出射面から観測(映り込み)や輝度斑が無い。
Further, the second
さらに、反入射端面部4で全反射をした光線によって始めてテーパーリーク等を起こすことができるので、RGB等の単色光源10を並べた光源10の場合でも入射端面部3近傍ですぐに出射せず発光色斑の発生を回避することができる。また、入射光が一度導光板2の入射端面部3の反対側で全反射してから出射するために、その間に導光板2内を幾度か全反射を繰り返しながら進行するので、RGBの単色光が混合され完全な白色光を得ることができる。
Furthermore, since a taper leak or the like can be caused only by a light beam totally reflected at the anti-incident
また、第2の傾斜面部7で臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部8から略直角に出射することができ、この略垂直な出射光は入射端面部3と反入射端面部4方向(ここでZ方向とする)での伝播によって鋭いピーク幅の光線となって出射することができる。
Further, even if the second
さらに、光源10が単一の場合でも一度、入射端面部3の反対側の反入射端面部4で全反射した光が入射端面部3全体に進み、入射端面部3の方向に進むにつれて光偏向素子13を入射端面部3に近づくほど光偏向素子13の数量または面積が増加するので、光源10の両端方向である入射端面部3の両端部でも均一な出射光を得ることができる。
Further, even when there is a single
また、このように光源10が単一の場合には、図6および図7に示すように、反入射端面部4を2つの側面部14から同距離位置を中心とし、側面部14方向に曲率が変化するフレネルレンズ形状4cを形成する。これにより、入射端面部3から導光板2内に進入した光は、全反射を繰り返し反入射端面部4まで進む。そして、フレネルレンズ形状4cの反入射端面部4で反射する時、フレネルレンズ形状4cであるので、入射端面部3方向への反射光を平行な光線として反射することができる。
よって、反入射端面部4からの平行な反射光線によって一様に第1の傾斜面部6に進むことができ、第1の傾斜面部6で一様に全反射して、導光板の出射面から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
When the
Therefore, the parallel reflected light beam from the anti-incident
さらに、図4に略斜視図および図13に光の軌跡を示す。反入射端面部4を表面部8と裏面部5との間に延存する凸状の稜4bおよび凹状の稜4b’を連続的に形成し、側面部14方向に広がりを持った光線L1は、側面部14で全反射を繰り返しながら反入射端面部4方向に進む。光線L2は、凸状の稜4bの傾斜部で全反射をし反射光線L3となり、さらに対向する傾斜部で全反射をし反射光線L4となって、入射端面部3方向に戻すことができ、戻る間に第1の傾斜面部6に達し表面部8方向に進み外部に出射することができる。
同様に、図5に示すように、反入射端面部4を表面部8と裏面部5との間に延存する凸 状の稜4b(凹状の稜4b’)を部分的に形成した場合には、例えば光源を入射端面部3の中心のみに設けた時、凸状の稜4bを反入射端面部4の中心部分に多く設け、側面部14方向に向かう程少なく設けて、凸状の稜4bによる反射光を入射端面部3の両端方向に反射させることができる。
このように、凸状の稜4bや凹状の稜4b’によって側面部14方向に光を分散することができる。
Further, FIG. 4 shows a schematic perspective view and FIG. 13 shows a light locus. A light ray L1 that continuously forms a
Similarly, when the
Thus, the light can be dispersed in the direction of the
また、図14(a)〜(f)に示すように、これら凸状の稜4bや凹状の稜4b’等の稜の断面を示す。図14(a)の4b1は傾斜面が直線であり、図14(b),(c)の4b2,4b3は傾斜面が円弧状であって、4b2は凹状の円弧状、4b3は凸状の円弧形状を有し、例えば側面部14方向の幅が広い導光板2であったり、入射端面部3の中心に点状の光源10であっても、より広がりを有する反射光を得ることができる。
さらに、図14(a)〜(c)の4b1や4b2および4b3等の三角形状または稜の頂部が平坦に欠切した4b4や4b5および4b6では、傾斜面では上記と同様であるが、平坦部によって反入射端面部4に進入してきた方向へ反射させることができる。
そのため、光源10や導光板2の形状に捉われなく導光板2の出射面(表面部8)から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
Moreover, as shown to Fig.14 (a)-(f), the cross section of ridges, such as these
Furthermore, in 4b4, 4b5, and 4b6 in which the tops of the triangles or ridges such as 4b1, 4b2, and 4b3 in FIGS. 14 (a) to 14 (c) are cut flat, the inclined surface is similar to the above, but the flat portion Thus, the light can be reflected in the direction that has entered the anti-incident
Therefore, it is possible to obtain uniform emission light without spots from the emission surface (surface portion 8) of the
また、図8は反入射端面部4の側面部14方向が円弧形状4dにした図を示す。
反入射端面部4を円弧形状4dとすることによって、入射端面部3から反入射端面部4に向かった光は、反入射端面部4での反射光に円弧形状4dによって集光性を得ることができ、そのため例えば複数の点光源10等の場合に、光源10からの反射光が側面部14方向から漏れにくくしながら互いに混合される。
そのために、導光板2の出射面(表面部8)から斑の無い均一な出射光を得ることができる。
FIG. 8 is a view in which the direction of the
By making the anti-incident
Therefore, uniform outgoing light without spots can be obtained from the outgoing surface (surface portion 8) of the
また、図示しないが、反入射端面部4が表面部8と裏面部5との厚さ方向に円弧形状にした場合には、反入射端面部4での厚さ方向に対して、反射光に集光性を得ることができために無駄なく第1の傾斜面部6や第2の傾斜面部7方向に集光できるため、明るい出射光を得ることができる。
Although not shown, when the anti-incident
さらに、図9に示すように、反入射端面部4が表面部8と裏面部5との厚さ方向およびに側面部14方向が円弧形状4d2にしたときには、所謂トーリックレンズ4d2の役割を得ることができる。
そのため、1つの光源10に対しても2つの焦点を持つので、導光板2内部に存在する光を無駄なく利用することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 9, when the anti-incident
Therefore, since one
また、図10に反入射端面部4が表面部8方向(厚さ方向)に傾斜面部4fおよび裏面部5方向(厚さ方向)に傾斜面部4gを有したものである。
入射端面部3から反入射端面部4に向かった光は、傾斜面部4fによって反射した反射光を裏面部5方向に向かって第1の傾斜面部6や第2の傾斜面部7方向に反射させ、第2の傾斜面部7等により出射面(表面部8)方向に進み外部に出射することができる。
さらに、図12で示す光の軌跡のように、入射端面部3から反入射端面部4に向かった光線Ln1が1度傾斜面部4gで反射し、傾斜面部4gで反射した反射光Ln22が再度傾斜面部4gに対向する傾斜面部4fに進み、傾斜面部4fで再び反射して、反射光Ln2が第2の傾斜面部7方向に進み、第2の傾斜面部7によって反射した光線Ln3は出射面(表面部8)方向に進み、出射面(表面部8)から外部に光線Ln4を出射する。
そのために、暗線や輝線等のバンディング現象を防止したり、第1の傾斜面部6や第2の傾斜面部7方向に反射させる角度をコントロールすることで出射面(表面部8)からの出射角度を制御することができる。
Further, in FIG. 10, the anti-incident end face
The light traveling from the incident
Further, as shown in the light trajectory shown in FIG. 12, the light beam Ln1 from the incident
For this purpose, the emission angle from the emission surface (surface portion 8) is controlled by preventing banding phenomenon such as dark lines and bright lines, or by controlling the angle of reflection in the direction of the first
また、図15に示すように、一点鎖線の立方体の端部をカットしたような形状のコーナーキュービック形状4eを形成する。そして、図11に示すように、このコーナーキュービック形状4eを反入射端面部4に微細に設ける。
コーナーキュービック形状4eは、図15に示すように、辺や角度がみな等しい三角錐形状で、このコーナーキュービック形状4eに向かった光線は元の方向に戻る性質を有するものである。
反入射端面部4が微細なコーナーキュービック形状4eを有する導光板2は、例えば複数の点光源10である場合に、複数の光源10からの光を互いの微細なコーナーキュービック形状4e内で入射と反射とが同じ方向であるので、入射端面部3方向から進んだ光は、反入射端面部4で反射され入射端面部3方向に戻るときに導光板2内で混ざり合い第1の傾斜面部6や第2の傾斜面部7で出射面方向に反射されるために、出射面から広がりのある出射光を得ることができる。
Further, as shown in FIG. 15, a corner
As shown in FIG. 15, the corner
When the anti-incident
また、図示しないが、画面サイズの大きな平面照明装置1の場合には、導光板2の対向する両端面に入射端面部3を設ける構造とし、本発明の概念から導光板2は表面部8と裏面部5との間の距離(導光板2の厚さ)が入射端面部3で最小(薄く)になり、両端の入射端面部3から中心において距離(厚さ)が最大(厚く)になるような形状を有する。
即ち、図示しないが、平面照明装置1は導光板2の対向する両端面近傍に2つの光源10を有し、この2つの光源10に対向する導光板2の厚さが厚くなり、中心部で表面部8と互いに中心方向に向かう裏面部5との距離が最大になる。
Although not shown, in the case of the
That is, although not shown, the
故に、導光板2は、厚さ(表面部8と裏面部5との間の距離)が2つの入射端面部3から各入射端面部3の反対側に向かう程導光板2の厚さが厚く(各入射端面部3から中心の位置が最大に厚く)なる形状であるので、各入射端面部3からの入射光が中心に進む間に導光板2がテーパ形状であっても互いに中心までは臨界角αを破る光線は無く、表面部8や裏面部5で全反射を繰り返した光線は互いに対向する導光板2内および互いに対向する入射端面部3で全反射をして、再度互いに入射した各入射端面部3方向に光線が進む時に光偏向素子13により屈折等を行って臨界角αを破り表面部8から光線を出射することができる。
Therefore, the thickness of the
また、図示しないが、半導体発光素子等(LED等)からなる光源10を入射端面部3の中心に1つだけ設けた場合にも、光源10が半導体発光素子等のため光束が狭い範囲で反入射端面部4方向に進むが、入射端面部3から反入射端面部4方向に進む間には臨界角αを破る光線は存在せず、反入射端面部4で全反射をして光線Lnが再度入射端面部3方向に進む間に臨界角αを破り、さらに表面部8に設けた光偏向素子13により臨界角α付近の光線が光偏向素子13の傾斜面によって屈折等を引き起こし一層多数の光線を表面部8に出射することができる。これにより、入射端面部3の両端部に暗部ができず均一で明るい出射光を得ることができる。
Although not shown, when only one
このように、本発明の導光板2は、導光板2の厚さが入射端面部3の位置が最も薄く、入射端面部3から離れる程、導光板2の厚さが厚くなるように構成するとともに裏面部5を入射端面部3と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、これらの面が鏡面をなすとともに表面部8または/および裏面部5には微細な光偏向素子13を設ける。このため、入射端面部3から導光板2内に導かれた光線は入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4に進む間では臨界角を破る光線は無く、導光板2の各面で多くの光線を全反射させ、この表面部8や裏面部5で全反射する角度が反入射端面部4に向かうに従い大きな角度に変化し、反入射端面部4で反射した光線を再度入射端面部3方向に進む時に第1の傾斜面部6により偏向され表面部8で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子13に達した時に臨界角を破り導光板2から出射し、第2の傾斜面部7では臨界角に近い光線でなくとも全反射を行い直接表面部8から出射することができる。特に第2の傾斜面部7による全反射した光は略垂直な出射光を得ることができる。
Thus, the
そのため、光量をコントロールすることができるとともに光源の映り込みが無く、入射端面部3近傍の入射端面部3の両端をも暗部がなく明るく均一な出射光を得ることができる。これにより、その分実際に使用でき得る導光板2の面積が大きく取れ、さらに光源10が並列(アレー状)に設けてあっても互いに隣り合う光源10からの光を重ならずに輝度斑の発生を防ぐことができる。また、導光板を大型化する場合には、対向する両端面を入射端面部3とし、中心部分の厚さが一番厚いので導光板2の機械的安定および強度に優れる。
Therefore, the amount of light can be controlled, the light source is not reflected, and both ends of the incident
光源10は、半導体発光素子であって、LEDやレーザ等からなり、RGB(赤色、緑色、青色)の各単色光を入射端面部3の近傍に設けたり、RGB(赤色発光、緑色発光、青色発光)からなる複数の半導体発光素子を組み合わせたアレー状に構成したユニットを入射端面部3に設けても良い。特に、光源10として高輝度を必要とする場合は、4元素化合物やInGaAlP系、InGaAlN系、InGaN系等の化合物の高輝度の発光素子を用いる。
The
さらに、光源10として、半導体発光素子と波長変換材とを用いて白色光を得ても良い。例えば、InGaAlN系の半導体発光素子の青色発光の出射光によって励起し黄色や橙色等に発光する波長変換材(YAG系)を設け、半導体発光素子自身の青色発光色と波長変換材からの黄色や橙色等の発光色とによって混合された発光色が白色となる光源10でも良い。
Furthermore, as the
また、光源10は、入射端面部3が大きい場合や導光板2自体が大きい場合にCCFL(冷陰極管)を用いても良く、これらは線状をなし、直接光は導光板2の入射端面部3から導光板2内に入射し、他の光は図示しないリフレクタで反射されながら光源10とリフレクタとの空間を通って導光板2内に入射する。
尚、この線状の光源10の場合には、従来の導光板21では、入射端面部31の近傍に光輝度な輝線が現れてしまうが、本発明の導光板2を用いることによって輝線の発生を防ぐことができる。
The
In the case of this linear
反射体11は、図示しないが、反射面が凹凸形状またはプリズム形状を成し、熱可塑性樹脂に例えば酸化チタンのような白色材料を混入したシートや熱可塑性樹脂のシートにアルミニウム等の金属蒸着を施したり、金属箔を積層した物やシート状金属からなる。反射体11は、入射端面部3と表面部8以外の部分を覆い、光源10からの光が導光板2によって表面部8に出射した以外の光を反射または乱反射し、再び導光板2に入射させて光源10からの光を全て表面部8から出射するようにする。
また、反入射端面部4や裏面部5に用いる反射体11の凹凸形状やプリズム形状を制御することにより再度導光板2内に戻す位置をコントロールし、最終の出射光の輝度、光量分布および出射角等を調整することができる。
Although not shown, the
Further, the position of returning to the inside of the
さらに、反射体11は、反射面が凹凸形状またはプリズム形状であるので、光源10がRGB等の三原色光の光をプリズム面による反射によって導光板2内で混ざり合うことができ、光源10からの光を無駄にせず光源10から導光板2の出射光に変換する効率を良くすることができる。
Furthermore, since the reflecting surface of the
レンチキュラーレンズ体12は、PET(ポリエチレンテレフタレート)やアクリル樹脂(PMMA)やポリカーボネート(PC)等で形成される。図1に示すレンチキュラーレンズ体12は、微小円柱レンズ(半面)を平行に多数並べたもので、入射端面部3から反入射端面部4まで同じ半円状の断面を有し、入射端面部3と平行方向に多数並べて一体化されたもので、導光板2(2A)からの出射光を集光させるものである。
The
また、後述する図16に示すレンチキュラーレンズ体12は、入射端面部3から離れるほど断面の大きさが大きくなった半円状の断面を有し、入射端面部3から放射状に多数並べたもので、導光板2(2B)からの出射光を集光させるものである。
Further, the
また、ここでは図示しないが、例えば光源10がCCFL(冷陰極管)のような指向性がラジアル方向を示すような場合には、光源10(CCFL)の周囲にリフレクタを設けて導光板2の入射端面部3と光源10とを包囲するようにし、光源10からの光を反射し、反射光を導光板2の入射端面部3に再び入射させる。リフレクタは、白色の絶縁性材料やアルミニウム等の金属を蒸着したシート状または金属等から構成することができる。
Although not shown here, for example, when the directivity of the
次に、本発明の導光板2と平面照明装置1の他の例を図16に示す。図16に示す平面照明装置1(1B)は、指向性の有する光源10を導光板2(2B)の1端隅近傍に備えている。そして、薄板状矩形立方体形状を成した導光板2Bの一端に入射端面部3を設け、表面部8と裏面部5との間の間距離(導光板2bの厚さ)が入射端面部3で最小になり、入射端面部3から少なくとも最大離距離の端隅4(入射端面部3の対向対象端隅4)において間距離が最大になり、裏面部5が入射端面部3と反対の端隅4方向に向く緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とが交互に連続的に接続して入射端面部3から放射状に階段形状をなしている。
Next, another example of the
また、上述した階段形状をなす緩やかな第1の傾斜面部6と鋭い第2の傾斜面部7とは鏡面をなすとともに導光板2Bの表面部8には微細な光偏向素子13が設けられる。
Further, the gentle first
さらに、導光板2Bの出射面側(表面部8)の上部に導光板2Bの入射端面部3(入射端面部3の外側延長線上)を中心とした入射端面部3から放射状にレンチキュラーレンズ体12を備える。また、導光板2Bの入射端面部3および出射面(表面部8)以外の部分を覆う反射性を有した反射体11を備えている。
Further, the
なお、ここでは、光の作用や効果は上記と同様であり、上記で説明したので、ここでは省略する。但し、図1や図2での導光板2Aでは入射端面部3と反入射端面部4との相互方向に係る光の作用であったが、図16での導光板2Bおよび平面照明装置1Bでは光源10や入射端面部3を中心として入射端面部3を挟む2つの側面方向へ放射状に広がり、その2つの側面から入射端面部3から最大離距離の端隅4を挟む2つの側面部での反射作用が異なっているもので、またこの導光板2Bからの出射光に対応したレンチキュラーレンズ体12である。
Here, the action and effect of light are the same as described above, and since they have been described above, they are omitted here. However, in the
ところで、図16に示す導光板2Bの階段形状は、図17(a)〜(c)に示す何れかの形状とすることもできる。なお、図17(a)〜(c)では、階段形状の境界線を一点鎖線で示している。図17(a)の例の階段形状は、入射端面部3と端隅4とを結ぶ仮想線L上で境界線が略直角に交わるように、導光板2Bの隅部の入射端面部3に接続する両端側面側から直線で接続されたものである。そして、階段形状の各境界線間が等間隔となっている。図17(b)の例の階段形状は、入射端面部3を中心として、導光板2Bの隅部の入射端面部3に接続する両端側面側から円弧状に接続されたものである。そして、階段形状の各境界線間が等間隔となっている。図17(c)の例の階段形状は、入射端面部3と端隅4とを結ぶ仮想線Lに対して境界線が略直角に交わるように、導光板2Bの隅部の入射端面部3に接続する両端側面側から直線で接続されたものである。そして、階段形状の各境界線間が等間隔となっている。なお、図16および図17(a)〜(c)の導光板2が大きい(入射端面部3からの距離が長い)場合には、各境界線間の距離を入射端面部3から離れるほど長くするのが好ましい。
Incidentally, the staircase shape of the
ここでは、これら光の作用や効果は図1乃至図3を用いて説明した場合と同様であるため、その説明を省略するが、図16の平面照明装置1においても、レンチキュラーレンズ体12は導光板2からの出射光に対応した形状(図17(a)〜(c)に示す形状)のものが用いられる。
Here, since the action and effect of these lights are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 3, the description thereof will be omitted, but the
ところで、本例の導光板2としては、図17(d)〜(f)に示すように、上述した図17(a)〜(c)に示す導光板2Bを4枚組み合わせて構成することもできる。図17(d)の例では、図17(a)に示す4枚の導光板2Bを4つの端隅4で一致するように組み合わせ、各入射端面部3間を結ぶ仮想線L上に階段形状の境界線の角部が位置して階段形状が同心矩形状に形成される。そして、端隅4を中心とする同心矩形状の各境界線間が等間隔となっている。図17(e)の例では、図17(b)に示す4枚の導光板2Bを4つの端隅4で一致するように組み合わせ、端隅4を中心として階段形状が同心円状に形成される。そして、端隅4を中心とする同心円状の各境界線間が等間隔となっている。図17(f)の例では、図17(c)に示す4枚の導光板2Bを4つの端隅4で一致するように組み合わせ、各入射端面部3間を結ぶ仮想線Lと略直角をなして階段形状の直線部が位置して階段形状が同心矩形状に形成される。そして、端隅4を中心とする同心矩形状の各境界線間が等間隔となっている。
By the way, as shown in FIGS. 17D to 17F, the
なお、図17(d)〜(f)の導光板2が大きい(入射端面部3からの距離が長い)場合には、各境界線間の距離を入射端面部3から離れるほど長くするのが好ましい。例えば図17(d)の導光板2Bの場合には、端隅4から4つの入射端面部3に近づくほど端隅4を中心とする同心矩形状の各境界線間の距離を短くする。
When the
ここで、上述した図17(d)〜(f)の何れかの導光板2Bを採用した場合、各4隅の入射端面部3近傍に光源10を備えた構成となり、導光板2Bの上方に設けるレンチキュラーレンズ体12も使用する4枚の導光板2Bの形状(図17(a)〜(c)の何れかの形状)に対応したものが用いられる。
Here, when any one of the
このように、本発明の導光板2および平面照明装置1は、導光板2の厚さが入射端面部3の位置が最も薄く、入射端面部3から離れる程、導光板2の厚さが厚くなるように構成することにより入射端面部3から入射端面部3の反対側に位置する反入射端面部4方向に進む(以下、順方向)時には導光板2の各面の鏡面でより多く全反射をし、反入射端面部4に達し反入射端面部4で全反射を行った後に、再度入射端面部3方向に進む(以下、逆方向)。そして、逆方向に進む時には導光板2の厚さが段々薄くなるため、第1の傾斜面部6により偏向され表面部8で臨界角を破る光線や臨界角に近い光線等が多く存在し、テーパーリークとともに微細な光偏向素子13に達した時に臨界角を破り導光板2から出射し、第2の傾斜面部7では臨界角に近い光線でなくとも偏向する角度が大きくなっているので、全反射を行った時に表面部8への入射角が小さくなり、直接表面部8から出射することができる。特に第2の傾斜面部7による全反射した光は略垂直な出射光を得ることができる。
Thus, in the
また、表面部8の入射端面部3に近づくほど分布量が増すように設けた光偏向素子13により、臨界角α付近の光線が光偏向素子13の傾斜面によって屈折等を引き起こし、一層多数の光線を表面部8に出射し、均一で高輝度の出射光を得ることができる。
Further, the
同様に導光板2の両端に入射端面部3を設けた場合には、導光板2の厚さが入射端面部3の位置が最も薄く、導光板2の中心部分で導光板2の厚さが最も厚くなるような構成のため、順方向では各面の鏡面で全反射のみとなり、中心部を超えた位置からおよび逆方向での中心部を超えた位置から各々導光板2の厚さが段々薄くなるため、光線が進みながら臨界角を破り、表面部8から出射するとともに表面部8の入射端面部3に近づくほど分布量が増すように設けた光偏向素子13により臨界角α付近の光線が光偏向素子13の傾斜面によって屈折等を引き起こし一層多数の光線を表面部8に出射するとともに均一で高輝度の出射光を得ることができる。しかも、第2の傾斜面部7では臨界角に近い光線でなくとも偏向する角度が大きくなっているので、全反射を行った時に表面部8への入射角が小さくなり、直接表面部8から出射することができる。
Similarly, when the incident
よって、入射端面部3の近傍では光源10からの直接的な高輝度な光、所謂映り込みを出射せずに導光板2の全体に明るく斑のない光を出射する。特に導光板2の両端に入射端面部3を設けた場合には、機械的強度に優れ、映り込みの無い分だけ実質的な大きな出射面を確保することができる。そして、光源10が三原色光(RGB)を用いて白色光源10とする場合にも入射端面部3近傍では出射しないので、各色(RGB)光線が順方向に進む間に混ざり合い臨界角αを破る時には完全な白色光として出射することができる。
Therefore, in the vicinity of the incident
また、半導体発光素子のように指向性の有る光源10を入射端面部3の中心に1つだけ設けた場合に、光束が狭い範囲で反入射端面部4方向に進むため、従来では導光板2の入射端面部3の両端部分が暗部となってしまうが、入射端面部3から反入射端面部4方向に進む間には臨界角αを破る光線は存在せず、反入射端面部4で全反射をして光線Lnが再度入射端面部3方向に進む間に臨界角αを破り、さらに表面部8に設けた光偏向素子13により臨界角α付近の光線が光偏向素子13の傾斜面によって屈折等を引き起こし一層多数の光線を表面部8に出射することができる。このため、入射端面部3の両端部に暗部ができず均一で明るい出射光を得ることができる。
Further, when only one directional
以上のように本発明の導光板は、導光板の厚さを入射端面部を最低の厚さとし、入射端面部から離れるほど厚くなるようにするとともに裏面部には緩やかな傾斜面を有する第1の傾斜面部と鋭い傾斜面を有する第2の傾斜面部とに接続し、第1の傾斜面部よりも鋭い第2の傾斜面部(第1の傾斜面部の傾斜角度の2倍以上)を有して互いに交互に連続的に接続して階段形状に成型したもので、この導光板とレンチキュラーレンズ体等を備えて平面照明装置を構成している。 As described above, in the light guide plate of the present invention, the thickness of the light guide plate is such that the incident end surface portion is the minimum thickness, and the light guide plate is made thicker as the distance from the incident end surface portion increases, and the back surface portion has a gently inclined surface. And a second inclined surface portion that is sharper than the first inclined surface portion (more than twice the inclination angle of the first inclined surface portion). These are connected to each other alternately and formed into a staircase shape, and the light guide plate and the lenticular lens body are provided to constitute a flat illumination device.
小型の液晶表示装置等のバックライトから大型の液晶表示装置等のバックライトまで適し、特に高輝度で輝度斑や色温度斑の無い出射光を得ることができる。例えばモバイル製品から液晶テレビ等汎用品から特殊な用途に至る導光板および平面照明装置を提供することができる。 Suitable for backlights such as small liquid crystal display devices and backlights such as large liquid crystal display devices. Particularly, it is possible to obtain emitted light with high brightness and no luminance spots or color temperature spots. For example, it is possible to provide a light guide plate and a flat illumination device ranging from a mobile product to a general-purpose product such as a liquid crystal television to a special purpose.
1(1A,1B) 平面照明装置
2(2A,2B) 導光板
3 入射端面部
4 反入射端面部
4b 凸状の稜
4b’ 凹状の稜
4b1,4b2,4b3 傾斜面
4b4,4b5,4b6 平坦頂部
4c フレネル形状
4d 円弧形状
4d2 トーリックレンズ
4e コーナーキュービック形状
4f,4g 傾斜面部
5 裏面部
6 第1の傾斜面部
7 第2の傾斜面部
8 表面部
9 光源
10 光源
11 反射体
12 レンチキュラーレンズ体
13 光偏向素子
14 側面部
21 導光板
31 入射端面部
41 反入射端面部
61 表面部
71 裏面部
L 仮想線
L1,L2,L3,L4,Ln1,Ln2,Ln3,Ln4,Lo,Lo1,Lo2,Lo3,Lo4,Ln22 光線
γ 屈折角
n 屈折率
α 臨界角
1 (1A, 1B) Flat illumination device 2 (2A, 2B)
Claims (13)
薄板状矩形立方体形状を成し、前記入射端面部から離れるに従い前記表面部と前記裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように前記表面部と前記裏面部との間の間距離が前記入射端面部で最小になり、前記入射端面部から最大離距離である反入射端面部において前記表面部と前記裏面部との間の前記間距離が最大になり、鏡面から成る前記裏面部は前記入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、前記入射端面部から前記反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、前記反入射端面部にて反射され前記反入射端面部から前記入射端面部に進む時に前記第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに前記第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射することを特徴とする導光板。 A light guide plate having an incident end face portion that guides light having directivity, a front surface portion that emits the light, and / or a back surface portion, and a side surface portion that intersects the front surface portion and the back surface portion,
The distance between the front surface portion and the back surface portion is such that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases with increasing distance from the incident end surface portion. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximized at the anti-incident end surface portion which is the smallest at the incident end surface portion and is the maximum separation distance from the incident end surface portion, and the back surface portion formed of a mirror surface is When a gradual shape is formed in which a gentle first inclined surface portion and a sharp second inclined surface portion facing in the opposite direction to the incident end surface portion are alternately connected, and when proceeding from the incident end surface portion to the counter incident end surface portion Without breaking the critical angle, the first inclined surface portion breaks the critical angle when reflected from the anti-incident end surface portion and proceeds from the anti-incident end surface portion to the incident end surface portion, thereby generating a taper leak and the second inclination. Total reflection by face A light guide plate, wherein the reflection angle is emitted substantially perpendicular angle smaller.
薄板状矩形立方体形状を成し、前記表面部または/および前記裏面部には、前記入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、前記入射端面部から離れるに従い前記表面部と前記裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように前記表面部と前記裏面部との間の間距離が前記入射端面部で最小になり、前記入射端面部から最大離距離である反入射端面部において前記表面部と前記裏面部との間の前記間距離が最大になり、鏡面から成る前記裏面部は前記入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、前記入射端面部から前記反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、前記反入射端面部にて反射され前記反入射端面部から前記入射端面部に進む時に前記第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに前記第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射するとともに前記入射端面部から前記反入射端面部方向に進むときにも前記光偏向素子の傾斜面によって臨界角を破り出射することを特徴とする導光板。 A light guide plate having an incident end face portion that guides light having directivity, a front surface portion that emits the light, and / or a back surface portion, and a side surface portion that intersects the front surface portion and the back surface portion,
A thin plate-like rectangular cube is formed, and the front end portion and / or the back surface portion is provided with a fine dot-shaped light deflecting element so that the quantity or area increases as it approaches the incident end surface portion, and the incident end surface The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases as the distance from the surface portion increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximized at the anti-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the portion, and the back surface portion formed of a mirror surface is a gentle second surface facing in the opposite direction to the incident end surface portion. The first inclined surface portion and the sharp second inclined surface portion are formed in a staircase shape alternately and continuously, and when proceeding from the incident end surface portion to the anti-incident end surface portion, the critical angle is not broken, and the anti-incident end surface portion is formed. The anti-incident end face portion is reflected by Then, the first inclined surface portion breaks the critical angle to generate a taper leak when proceeding to the incident end surface portion, and the second inclined surface portion emits at a substantially vertical angle with a small reflection angle of total reflection. the light guide plate you characterized by emitting defeating critical angle by the inclined surface of the optical deflector element also when proceeding to the reaction incidence end face direction from parts.
前記光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら前記表面部と前記裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、前記入射端面部から離れるに従い前記表面部と前記裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように前記表面部と前記裏面部との間の間距離が前記入射端面部で最小になり、前記入射端面部から最大離距離である反入射端面部において前記表面部と前記裏面部との間の前記間距離が最大になり、鏡面から成る前記裏面部は前記入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、前記入射端面部から前記反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、前記反入射端面部にて反射され前記反入射端面部から前記入射端面部に進む時に前記第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに前記第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、
前記導光板の前記入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備することを特徴とする平面照明装置。 A directional light source;
A thin plate-like rectangular cube shape having an incident end face portion for guiding light from the light source, a front surface portion and / or a back surface portion for emitting the light, and a side surface portion intersecting the front surface portion and the back surface portion is formed. The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the front surface portion and the back surface portion gradually increases as the distance from the incident end surface portion increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximum at the counter-incident end surface portion that is the maximum separation distance from the incident end surface portion, and the back surface portion formed of a mirror surface is in the opposite direction to the incident end surface portion. The first inclined surface portion and the sharp second inclined surface portion facing each other in a staircase shape alternately connected, and when proceeding from the incident end surface portion to the anti-incident end surface portion, the critical angle is not broken, Reflected by the anti-incident end face and the anti-incident A light guide plate for emitting a substantially normal angle reflection angle is small of the total reflection by the second inclined surface portion as well as generating a tapered leak defeating critical angle by the first inclined surface when the surface proceeds to the incident end face ,
A planar illumination device comprising: a reflector having reflectivity that covers a portion other than the incident end surface portion and the emission surface of the light guide plate.
前記光源からの光を導く入射端面部と、当該光を出射する表面部または/および裏面部と、これら前記表面部と前記裏面部とに交わる側面部とを有した薄板状矩形立方体形状を成し、前記表面部または/および前記裏面部には、前記入射端面部に近づくほど数量または面積が増加するように微細なドット状の光偏向素子を設け、前記入射端面部から離れるに従い前記表面部と前記裏面部との間の間距離が徐々に大きく成るように前記表面部と前記裏面部との間の間距離が前記入射端面部で最小になり、前記入射端面部から最大離距離である反入射端面部において前記表面部と前記裏面部との間の前記間距離が最大になり、鏡面から成る前記裏面部は前記入射端面部と反対方向に向く緩やかな第1の傾斜面部と鋭い第2の傾斜面部とが交互に連続的に接続した階段形状をなし、前記入射端面部から前記反入射端面部に進む時には臨界角を破らず、前記反入射端面部にて反射され前記反入射端面部から前記入射端面部に進む時に前記第1の傾斜面部によって臨界角を破りテーパーリークを発生するとともに前記第2の傾斜面部によって全反射の反射角度が小さく略垂直な角度で出射する導光板と、A thin plate-like rectangular cube shape having an incident end face portion for guiding light from the light source, a front surface portion and / or a back surface portion for emitting the light, and a side surface portion intersecting the front surface portion and the back surface portion is formed. The surface portion and / or the back surface portion is provided with fine dot-shaped light deflecting elements so that the quantity or area increases as the distance from the incident end surface portion increases, and the surface portion increases as the distance from the incident end surface portion increases. The distance between the front surface portion and the back surface portion is minimized at the incident end surface portion so that the distance between the back surface portion and the back surface portion gradually increases, and is the maximum separation distance from the incident end surface portion. The distance between the front surface portion and the back surface portion is maximized at the anti-incident end surface portion, and the back surface portion formed of a mirror surface has a gentle first inclined surface portion and a sharp first surface facing in the opposite direction to the incident end surface portion. The two inclined surface parts are connected alternately. When connecting from the incident end face part to the anti-incident end face part, the critical angle is not broken and reflected from the anti-incident end face part and going from the anti-incident end face part to the incident end face part. A light guide plate that breaks a critical angle by the first inclined surface portion and generates a taper leak and emits light at a substantially vertical angle with a small reflection angle of total reflection by the second inclined surface portion;
前記導光板の前記入射端面部および出射面以外の部分を覆う反射性を有した反射体とを具備することを特徴とする平面照明装置。A flat illumination device comprising: a reflector having reflectivity that covers a portion other than the incident end surface portion and the emission surface of the light guide plate.
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