JP4260811B2 - 導光板および平面照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、導光板の出射面部や反出射面部（表面部や裏面部）に２つの異なる曲率半径を有した２つの半球のＸ，Ｙ，Ｚの何れかの中心を同じ曲率線上に揃えて、任意の曲率半径の半球よりも大きな曲率半径の半球で欠切させ、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状に、または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な任意の曲率半径の半球による第１の傾斜曲面と大きな曲率半径の半球による第２の傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間の略三日月形状の凸部の方向である第１の傾斜曲面を入射端面部方向に向けて複数設けたり、略三日月形状の凹部の方向である第２の傾斜曲面を入射端面部方向に向けて複数設けたり、Ｘ−Ｙ方向からの光方向に第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面を向けて出射面部や反出射面部に対して横方向の拡散光または平行光となって反射や屈折透過し、最終的に出射面部から略垂直な光を出射することができる導光板と、この導光板等を用いた平面照明装置に関する。

従来の平面照明装置は、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである欠切部を設け、欠切部が光源に近いほど小さく、光源が点状の場合には点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大きくなるにつれスリット間が狭くなるようにする方法は知られている。

また、従来の平面照明装置は、導光板の表面側に拡散部材と、裏面側に反射部材とを有し、導光板の反射面（裏面）に所定の長さを有する断面Ｖ字状のＶ字溝が光源と平行に各々が所定の間隔をもって離隔して一列にて配置され各列の隣接列が交互に千鳥状に配置し、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように配列するものは知られている。

さらに、従来の導光板は、表面や裏面全体に反射屈折させるＶ溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしたものが知られている。
特開昭６２−１０９００３号公報 特開平５−２１６０３０号公報 特開平８−２８６０３７号公報

上述した従来の平面照明装置は、導光板の表面部や裏面部に反射部材を設け、どちらか一方に帯状のスリットである欠切部を設け、欠切部が光源に近いほど小さくすることで、光源に近いほどスリットから漏れる光の量をコントロールし、全体を均一に出射するようにしているが、出射光がスリット状になってしまうため、見栄えが悪く、特に光源に近いところではスリットが小さいために、輝線として現れるとともに光源に近い光のためにエネルギが大きいためより強い輝線となってしまう課題がある。

また、光源が点状の場合には点光源の発光部を中心とする円弧状スリットを設け、光源からの距離が大となるにつれスリット間が狭くなるようにする場合も上記と同様な理由で円弧状の輝線が現れてしまう課題がある。

さらに、従来の平面照明装置は、表面や裏面全体に反射屈折させるＶ溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるように導光板は、導光板内に入射された光が進行方向に対するＶ字溝の傾斜面によって反射され表面側に偏向させるので、特に強い出射光は光源に対して常に平行な出射光であるために、例えば光源の両端部等では出射光の輝度が低くなってしまう課題がある。
特に光源が点光源の場合には光源からの位置によって輝度分布が均一でない場合が多いために隅等で著しく輝度低下になってしまう課題がある。

また、従来の導光板は、表面や裏面全体に反射屈折させるＶ溝の窪みを入射方向に平行に多数断続的に千鳥状や円弧状に設け、光の進行方向に沿って窪み同士の間に隙間を設け、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにした導光板では、光源から遠ざかるにつれ間隔が徐々に小さくなるようにしても大きな導光板では窪みに遮られてしまう課題がある。

さらに、表面や裏面全体にＶ溝の窪みを入射方向に対して円弧状に多数断続的に設けて、陰極線管での中央部が強く、周辺部で弱くなっている場合にも一様な分布を期待しているが、陰極線管の中央部分からの光を反射させるために円弧状にするために、陰極線管からの平行光は利用できないで、陰極線管の中央部分からの光は斜方向からの光しか利用できず、陰極線管からの平行光よりもエネルギが低く、反射された光の出射位置（形状）が異なり（全体として一様の出射光でない）表面からの出射された輝度分布に課題がある。

（発明の目的）
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、２つの異なる曲率半径を有する半球の内、小さな曲率半径の半球を大きな曲率半径によって欠切した空間を出射面部や反出射面部に複数設け、さらに空間の高さや深さをコントロールしたり、小さな曲率半径による第１の傾斜曲面や大きな曲率半径による第２の傾斜曲面の傾きや面積量を変化させ第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面などで全反射させる空間を設けた反対方向に進ませ出射面部から出射させる。

また、第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面で屈折透過させ光線を偏向させたり、屈折透過させ光線を再度第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面から導光板内に進ませて偏向させる。
さらに、光線を直接第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に進めさせず、一度出射面部や反出射面部で全反射した光線を第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に進ませて全反射等を行う。

また、これら第１の傾斜曲面と第２の傾斜曲面との間を傾斜する傾斜面とし、傾斜面に対する入射角度を大きく取ることで大きな反射角で第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に進ませて第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に対しても大きな入射角度で進入することができ、出射面部から多くの光線を出射することができる導光板と、この導光板等を用いた平面照明装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る導光板は、出射面部と前記反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の任意の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な任意の曲率半径の半球による第１の傾斜曲面と該第１の傾斜曲面より大きな曲率半径による第２の傾斜曲面との２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けたことを特徴とする。

請求項１に係る導光板は、出射面部と前記反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の任意の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な任意の曲率半径の半球による第１の傾斜曲面と該第１の傾斜曲面より大きな曲率半径による第２の傾斜曲面との２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けたので、光が略三日月形状の第２の傾斜曲面の凹部の方向から第１の傾斜曲面の凸部の方向に進んだ場合には、略三日月形状の空間によって出射面部や反出射面部に対して横方向の拡散光または平行光となって透過および反射する。

また、光が略三日月形状の第１の傾斜曲面の凸部の方向から第２の傾斜曲面の凹部の方向に進んだ場合には、略三日月形状の空間によって出射面部や反出射面部に対して横方向の拡散光または平行光となって反射および透過する。

さらに、これら略三日月形状の第１の傾斜曲面の凸部や第２の傾斜曲面の凹部の傾斜曲線面を設けた面（出射面部および反出射面部）が互いに反対方向に向いているので、反射および透過によって傾斜曲線面の互いの反対方向（出射面部および反出射面部）に進む。

また、請求項２に係る導光板は、略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面を入射端面部方向または／および略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面を入射端面部方向に設ける空間としたことを特徴とする。

請求項２に係る導光板は、略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面を入射端面部方向または／および略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面を入射端面部方向に設ける空間としたので、入射端面部からの光を反射や透過によって拡散光または平行光として得ることができるとともに互いの設けた反対側方向へも反射や透過屈折し進行方向を偏向することができる。

さらに、請求項３に係る導光板は、任意の曲率半径に対する大きな曲率半径の比が、１より大きい範囲であることを特徴とする。

請求項３に係る導光板は、任意の曲率半径に対する大きな曲率半径の比が、１より大きい範囲であるので、略三日月形状の空間を得ることができ、空間の２つの曲面である第１の傾斜曲面と第２の傾斜曲面の大きさや曲面の曲率が異なるため、この略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面表面や略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面表面に於ける反射光の広がり方が異なる。同様に略三日月形状の空間に透過する時、さらに再度導光板内に入射する時の屈折された光の広がり方が異なる。

また、請求項４に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、任意の曲率半径と同等もしくは任意の曲率半径よりも小さいことを特徴とする。

請求項４に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、任意の曲率半径と同等もしくは任意の曲率半径よりも小さいので、空間の高さまたは深さが最大のものは任意の曲率半径の半球の高さに等しく、任意の曲率半径よりも小さいものは半球の高さ方向に半球の平面部方向を削除した高さに等しい。

さらに、請求項５に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、２つの曲率半径の異なる球の交点のどちらか一方の交点と、交点から任意の曲率半径の球の９０°以内の球の外周と中心点とを結ぶ線までの距離の範囲であることを特徴とする。

請求項５に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、２つの曲率半径の異なる球の交点のどちらか一方の交点と、交点から任意の曲率半径の球の９０°以内の球の外周と中心点とを結ぶ線までの距離の範囲であるので、略三日月形状の空間の凹部の方向の傾斜曲面が出射面部の基準面や反出射面部の基準面に対して広範囲角度を得ることができる。

また、請求項６に係る導光板は、出射面部および反出射面部が、空間の２つの傾斜曲面の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面と入射端面部または入射端面部の反対側に位置する反入射端面部方向に隣り合う略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面とを傾斜面で接続することを特徴とする。

請求項６に係る導光板は、出射面部および反出射面部が、空間の２つの傾斜曲面の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面と入射端面部または入射端面部の反対側に位置する反入射端面部方向に隣り合う略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面とを傾斜面で接続するので、導光板内に存在する光線の進む方向に導光板の厚さが増厚する様な傾斜面に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が大きくなり、光線の進む方向に導光板の厚さが減厚する様な傾斜面に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が小さくなる。

さらに、請求項７に係る平面照明装置は、光源と、この光源からの光を導く入射端面部と入射端面部からの光を出射する出射面部と当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部と反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする。

請求項７に係る平面照明装置は、光源と、この光源からの光を導く入射端面部と入射端面部からの光を出射する出射面部と当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部と反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けた導光板とを少なくとも具備したので、これら略三日月形状の凸部や凹部の傾斜曲線面を設けた面（出射面部や反出射面部）が互いに反対方向に向いており、反射および透過によって傾斜曲線面の互いの反対方向（出射面部や反出射面部）に進むとともに横方向の拡散光または平行光となって透過屈折や反射し進行方向を偏向することができる。

以上のように、請求項１に係る導光板は、出射面部と前記反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の任意の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な任意の曲率半径の半球による第１の傾斜曲面と該第１の傾斜曲面より大きな曲率半径による第２の傾斜曲面との２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けたので、光が略三日月形状の第２の傾斜曲面の凹部の方向から第１の傾斜曲面の凸部の方向に進んだ場合には、略三日月形状の空間によって出射面部や反出射面部に対して横方向の拡散光または平行光となって透過および反射をする。

さらに、これら略三日月形状の第１の傾斜曲面の凸部や第２の傾斜曲面の凹部の傾斜曲線面を設けた面（出射面部および反出射面部）が互いに反対方向に向いているので、反射および透過によって傾斜曲線面の互いの反対方向（出射面部および反出射面部）に進む。

そのため、導光板の出射面部に設けた場合には、第２の傾斜曲面で屈折して略三日月形状の空間に出射し、出射面部方向へ入射角の大きい光では外部に出射光として横方向の拡散光または横方向の平行光となって出射し、出射面部方向へ入射角の小さい光では１度横方向の拡散光または横方向の平行光となって空間に出射し、再度導光板内に屈折し、横方向の拡散光または横方向の平行光となって直進したり反出射面部方向へ進む。

さらに、導光板の反出射面部に設けた場合には、第２の傾斜曲面で屈折して略三日月形状の空間に出射し、反出射面部方向へ入射角の大きい光では外部に出射光として横方向の拡散光または横方向の平行光となって出射し、反出射面部方向へ入射角の小さい光では１度横方向の拡散光または横方向の平行光となって空間に出射し、再度導光板内に屈折し、横方向の拡散光または横方向の平行光となって直進したり出射面部方向へ進む。

また、光が略三日月形状の第１の傾斜曲面の凸部の方向から第２の傾斜曲面の凹部の方向に進んだ場合には、略三日月形状の空間によって出射面部や反出射面部に対して横方向の拡散光または平行光となって反射および透過する。

さらに、これら略三日月形状の第１の傾斜曲面の凸部や第２の傾斜曲面の凹部による傾斜曲線面を設けた面（出射面部および反出射面部）が互いに反対方向に向いているので、反射および透過によって傾斜曲線面の互いの反対方向（出射面部および反出射面部）に進む。

そのため、導光板の出射面部に設けた場合には、第１の傾斜曲面で屈折して略三日月形状の空間に出射し、出射面部方向へ入射角の大きい光では外部に出射光として横方向の拡散光または横方向の平行光となって出射し、出射面部方向へ入射角の小さい光では１度横方向の拡散光または横方向の平行光となって空間に出射し、再度導光板内に屈折し、横方向の拡散光または横方向の平行光となって直進したり反出射面部方向へ進む。

さらに、導光板の反出射面部に設けた場合には、第１の傾斜曲面で屈折して略三日月形状の空間に出射し、反出射面部方向へ入射角の大きい光では外部に出射光として横方向の拡散光または横方向の平行光となって出射し、反出射面部方向へ入射角の小さい光では１度横方向の拡散光または横方向の平行光となって空間に出射し、再度導光板内に屈折し、横方向の拡散光または横方向の平行光となって直進したり出射面部方向へ進む。

また、請求項２に係る導光板は、略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面を入射端面部方向または／および略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面を入射端面部方向に設ける空間としたので、入射端面部からの光を反射や透過によって拡散光または平行光として得ることができるとともに互いの設けた反対側方向へも反射や透過屈折し進行方向を偏向することができる。そのため、出射面部からの出射光を目的に合わせて出射することができる。

さらに、請求項３に係る導光板は、任意の曲率半径に対する大きな曲率半径の比が、１より大きい範囲であるので、略三日月形状の空間を得ることができ、空間の２つの曲面である第１の傾斜曲面と第２の傾斜曲面の大きさや曲面の曲率が異なるため、この略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面表面や略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面表面に於ける反射光の広がり方が異なる。同様に略三日月形状の空間に透過する時には、さらに再度導光板内に入射する時の屈折された光の広がり方が異なる。

そのため、反出射面部に設けて反射光を利用し出射面部方向に偏向したり、出射面部に設けて屈性光を利用し出射面部から出射させる様に、目的に合わせて出射面部からの出射光を出射することができる。

また、請求項４に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、任意の曲率半径と同等もしくは任意の曲率半径よりも小さいので、空間の高さまたは深さが最大のものは任意の曲率半径の半球の高さに等しく、任意の曲率半径よりも小さいものは半球の高さ方向に半球の平面部方向を削除した高さに等しい。

そのため、空間に向かう光が空間の高さや深さが異なっても曲率半径が一定であるので、空間で反射する方向や空間で透過屈折する方向が同じであり、入射端面部からの距離によって高さや深さを変化させても反射方向や屈折方向が変化せずに高さや深さによる光線の反射量や屈折量をコントロールすることにより均一な光を出射させることができる。

さらに、請求項５に係る導光板は、空間の高さまたは深さが、２つの曲率半径の異なる球の交点のどちらか一方の交点と、交点から任意の曲率半径の球の９０°以内の球の外周と中心点とを結ぶ線までの距離の範囲であるので、略三日月形状の空間の凹部の方向の傾斜曲線が出射面部の基準面や反出射面部の基準面に対して広範囲角度を得ることができる。そのため、実質的な空間の２つの傾斜曲線面部の面積等を同じにしたり大きな曲率半径による傾斜曲線面部の面積の方を任意の曲率半径による傾斜曲線面部の面積より大きくすることができ、光線の反射量や屈折量をコントロールすることにより均一な光を出射させることができる。

さらに、空間の２つの傾斜曲線面部の間の距離を変化することができるために、この空間を連続的に設ける場合のピッチをコントロールすることにより目的とする光を出射することができる。

また、請求項６に係る導光板は、出射面部および反出射面部が、空間の２つの傾斜曲面の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面と入射端面部または入射端面部の反対側に位置する反入射端面部方向に隣り合う略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面とを傾斜面で接続するので、導光板内に存在する光線の進む方向に導光板の厚さが増厚する様な傾斜面に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が大きくなり、光線の進む方向に導光板の厚さが減厚する様な傾斜面に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が小さくなる。

そのため、一度導光板の厚さが増厚する様な傾斜面に進んだ光線は入射角度が大きい為に傾斜面での全反射が大きな反射角度で反射するので、第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に多くの光線が進み、第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面で全反射を行うことができる。

また、一度導光板の厚さが減厚する様な傾斜面に進んだ光線は入射角度が小さい為に傾斜面での全反射が小さな反射角度で反射するので、第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に進む光線は第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面で透過屈折を行い、一部の光線は全反射をすることができる（第１の傾斜曲線や第２の傾斜曲線で全反射する光線の量が少ない）。

さらに、請求項７に係る平面照明装置は、光源と、この光源からの光を導く入射端面部と入射端面部からの光を出射する出射面部と当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、出射面部と反出射面部との方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、出射面部または／および反出射面部に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／およびＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間を複数設けた導光板とを少なくとも具備したので、これら略三日月形状の凸部や凹部の傾斜曲線面が設けた面（出射面部や反出射面部）が互いに反対方向に向いているので反射および透過によって傾斜曲線面の互いの反対方向（出射面部や反出射面部）に進むとともに横方向の拡散光または平行光となって透過屈折や反射し進行方向を偏向することができる。

そのため、反出射面部に設けて反射光を利用し出射面部方向に偏向したり、出射面部に設けて屈折光を利用し出射面部から出射させる様に、目的に合わせて出射面部からの出射光を出射することができる。

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、本発明では、２つの異なる曲率半径を有する半球のうち、小さな曲率半径の半球を大きな曲率半径の半球によって切欠した空間を出射面部や反出射面部に複数設け、さらに空間の高さや深さをコントロールしたり、小さな曲率半径による第１の傾斜曲面や大きな曲率半径による第２の傾斜曲面の傾きや面積量を変化させ導光板に入った光を第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面などで全反射させる空間を設けた反対方向に進ませ出射面部から出射させる。

また、第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面で屈折透過させ光線を偏向させたり、屈折透過させ光線を再度第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面から導光板内に進ませて偏向させる。

さらに、一度出射面部や反出射面部で全反射した光線を第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面によって全反射等を行ったり、これら第１の傾斜曲面と第２の傾斜曲面との間を傾斜する傾斜面とし、傾斜面に対する入射角度を大きく取ることで大きな反射角で第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に進ませて第１の傾斜曲面や第２の傾斜曲面に対しても大きな入射角度で進入することができ、出射面部から多くの光線を出射することができる導光板と、この導光板等を用いた平面照明装置を提供することにある。

図１は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図２は本発明に係る平面照明装置の略断面図、図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る導光板に設けた空間のＸ−Ｙ方向の投射図、図４〜図７は本発明に係る導光板に設けた空間のＺ方向の断面図、図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る導光板に設けた空間のＺ方向の各種の断面図、図９は本発明に係る導光板に設けたＸ−Ｙ方向の空間での光の軌跡図、図１０〜図１５は本発明に係る導光板に設けたＺ方向の空間での光の軌跡図である。

図１および図２の平面照明装置１は、導光板２と、光源９と、リフレクタ１０と、ケース１１からなる構成である。

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９からの光を導く入射端面部５と、入射端面部５の反対側に位置する反入射端面部６のＸ方向と、入射端面部５からの光を出射する出射面部３と、この出射面部３の反対側に位置する反出射面部４のＺ方向と、これら出射面部３と反出射面部４とに交わる側面部７のＹ方向とから成る。この導光板２は、出射面部３と反出射面部４に任意の曲率半径を有する半球をこの半球の任意の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の出射面部および反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状やＺ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な２つの傾斜曲面と出射面部または反出射面部とに囲まれた空間８を複数設けてある。

導光板２に入射した光は、屈折角γが０≦｜γ｜≦Ｓｉｎ^-1（１／ｎ）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、最大入射角は、入射端面部５の出射面部３方向から反出射面部４方向への光および反出射面部４方向から出射面部３方向への光が入射角９０°となり、入射端面部５で屈折する屈折角γはγ＝０〜±４２°程度の範囲内となり、入射端面部５から導光板２内を伝播する。

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）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°程度になる。従って、導光板２内の光は、導光板２の出射面部３や反出射面部４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、出射面部３や反出射面部４で全て全反射しながら入射端面部５の反対方向である反入射端面部６方向へ進むことになる。

但し、上記の場合には、導光板２の厚さが均一で平坦であり、楔形状の導光板の場合には、楔形状のテーパ（傾斜度）により臨界角αを破りテーパーリークを引き起こす。

出射面部３および反出射面部４は、Ｘ−Ｙ方向の断面部分の形状が略三日月形状の空間８を互いに異なる方向に複数設けてある。
また、Ｚ方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分の空間８を互いに異なる方向に複数設けてある。

ここで、図３（ａ），（ｂ）は空間８のＸ−Ｙ方向の断面部分である投射図を示し、図４は空間８のＺ方向の断面図を示しめしている。図３および図４に示すように、空間８は、任意の曲率半径ｒを有する半球に半球の曲率方向と同方向に任意の曲率半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒで欠切し、曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状（図４）になる様な任意の曲率半径ｒの半球による第１の傾斜曲面８ｅと、この第１の傾斜曲面８ｅより大きな曲率半径Ｒによる第２の傾斜曲面８ｄとの２つの傾斜曲面を得る。

また、空間８は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、任意の曲率半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒで欠切する時に、任意の曲率半径ｒを有する半球を欠切する大きさに応じて空間８の大きさが変化し、欠切方向に対して直角方向の距離も変化する。

図３（ａ）は、大きな曲率半径Ｒで欠切する位置を任意の曲率半径ｒの半球の中心線と交わる所を交点として欠切した場合の例であり、空間８の大きさや第１の傾斜曲面８ｅおよび第２の傾斜曲面８ｄも大きい。

これに対し、図３（ｂ）は、大きな曲率半径Ｒで欠切する位置を任意の曲率半径ｒの半球の中心線よりも欠切する方向に寄った所を交点として欠切した場合の例であり、空間８の大きさや第１の傾斜曲面８ｅおよび第２の傾斜曲面８ｄが小さくなる。

また、これら空間８は、図５（ａ），（ｂ）のＺ方向の断面図に示すような略三日月形状の一部分の空間を形成している。図５（ａ）に示す空間８は、任意の曲率半径ｒに対する大きな曲率半径Ｒの比が１であり、第１の傾斜曲面８ｅの曲率半径ｒと第２の傾斜曲面８ｄの曲率半径Ｒ（ｒ）とが等しく、断面方向での中心位置Ｐ１とＰ２が異なっている。
また、図５（ｂ）に示す空間８は、任意の曲率半径ｒに対する大きな曲率半径Ｒの比が１よりも大きく、第１の傾斜曲面８ｅの曲率半径ｒよりも第２の傾斜曲面８ｄの曲率半径Ｒが著しく大きい。
尚、これら図５（ａ）と図５（ｂ）の例では、曲率半径が異なるが、断面の高さ（深さ）は等しい。

また、図６の例に示すように、図５（ａ）と同様に欠切する曲率半径が同じ（ｒｄ，ｒｓ）であっても、断面方向での中心位置Ｐが異なる（Ｐｄ，Ｐｓ）ことによって略三日月形状の空間８の形状が異なる。

さらに、図７に示すように、空間８の高さｈまたは深さｈが最大のものは、任意の曲率半径ｒの半球の平面部Ｆ（平面方向の最大面積）からの高さｈｒ（または深さｈｒ）と任意の曲率半径ｒと同等である。
また、空間８の高さｈまたは深さｈが任意の曲率半径ｒよりも小さいものは、任意の曲率半径ｒの半球の高さ方向ｈに半球の平面部Ｆｌ方向を削除した高さｈｓに等しい。

また、図４に示すように、空間８の高さｈまたは深さｈは、２つの曲率半径ｒおよびＲの異なる球の交点Ｓのどちらか一方の交点Ｓと、交点Ｓから任意の曲率半径ｒ（小さい曲率半径ｒ）の球の９０°（Ｓ−Ｐｃ−Ｆ）以内の球の外周（第１の傾斜曲面）８ｅと交点Ｓからの垂直に延びる中心交点Ｐｃとを結ぶ直線ＡやＢまでの距離ｈｍやｈ１等の範囲である。

例えば、前述した空間８の最大高さｈは、交点Ｓからの中心交点Ｐｃまでの距離（高さｈ）ｈｘが中心交点Ｐｃで直角に交差する任意の曲率半径ｒの半球の平面部Ｆ（平面方向の最大面積）を基線とする水平線Ｆの距離が任意の曲率半径ｒに等しい時である。

さらに、中心交点Ｐｃと任意の曲率半径ｒの球の外周（第１の傾斜曲面）８ｅに位置する点ａｆとを結ぶ直線Ａを基線として、直線Ａによって任意の曲率半径ｒの半球を欠切する曲率半径Ｒの第２の傾斜曲面８ｄと交差する点ａｆ２によって囲まれる交点Ｓと点ａｆ（第１の傾斜曲面８ｅ上）とを結ぶ傾斜曲線と、点ａｆと点ａｆ２とを結ぶ直線と、点ａｆ２と交点Ｓとを結ぶ傾斜曲線とによって空間８を得、交点Ｓから基線Ａに直角に交わる線ｈｍが空間８（Ｓ−ａｆ−ａｆ２）の高さｈ（ｈｍ）となる。

同様に、中心交点Ｐｃと任意の曲率半径ｒの球の外周（第１の傾斜曲面）８ｅに位置する点ｂｆとを結ぶ直線Ｂを基線として、直線Ｂによって任意の曲率半径ｒの半球を欠切する曲率半径Ｒの第２の傾斜曲面８ｄと交差する点ｂｆ２によって囲まれる交点Ｓと点ｂｆ（第１の傾斜曲面８ｅ上）とを結ぶ傾斜曲線と、点ｂｆと点ｂｆ２とを結ぶ直線と、点ｂｆ２と交点Ｓとを結ぶ傾斜曲線とによって空間８を得、交点Ｓから基線Ｂに直角に交わる線ｈｌが空間８（Ｓ−ｂｆ−ｂｆ２）の高さｈ（ｈｌ）となる。

このように、略三日月形状の空間８の凹部の方向の傾斜曲線８ｄが出射面部３の基準面や反出射面部４の基準面に対して広範囲角度を得ることができる。そのため、実質的な空間８の２つの傾斜曲線面８ｅや傾斜曲線面８ｄ部の面積等を同じにしたり、大きな曲率半径Ｒによる傾斜曲線面８ｄ部の面積の方を任意の曲率半径ｒによる傾斜曲線面８ｅ部の面積より大きくすることができ、光線の反射量や屈折量をコントロールすることにより均一な光を出射させることができる。

さらに、空間８の２つの傾斜曲線面８ｄや８ｅ部の間の距離を変化することができるために、この空間８を連続的に設ける場合のピッチをコントロールすることにより目的とする光を出射させることができる。

上記のように、曲率半径ｒの半球を曲率半径Ｒの半球によって欠切してなるＺ方向の曲率方向の断面部分の形状（略三日月形状）は、２つの曲率半径の大きさ、欠切する側の２次元での位置、欠切量、基線の位置（単に高さ方向のみの場合、欠切される側任意の曲率半径ｒの第１の傾斜曲面８ｅの任意の点と中心交点Ｐｃとを結ぶ直線を基線とした場合）等によって図８に示すように色々得られる。

例えば、図８（ａ）や図８（ｂ）に示すような極浅く欠切した空間８や、先の図４に於ける直線Ｂを基線とすることで、傾斜曲線面８ｄ（Ｓ−ｂｆ２）の長さを長く、傾斜曲線面８ｅ（Ｓ−ｂｆ）の長さを短く取ることによって図８（ｃ）に示すような直線（ｂｆ−ｂｆ２間）部分を長くした空間８を得ることができる。

また、図９（ａ），（ｂ）は空間８のＸ−Ｙ方向の断面部分である上方投射方向から見た図である。図９（ａ）の例では、略三日月形状の第２の傾斜曲面８ｄで反射された光が広がりを持って反射され、広がりの有る光が平行な反射光となる。
また、図９（ｂ）に示す例では、略三日月形状の第１の傾斜曲面８ｅで反射された光が、第２の傾斜曲面８ｄで反射される光よりも広がりを持って反射され、集光の有る光が平行な反射光となる。

このように、略三日月形状の空間８の２つの曲面である第１の傾斜曲面８ｅと第２の傾斜曲面８ｄの大きさや曲面の曲率ｒや曲率Ｒが異なるため、この略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面８ｅ表面や略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面８ｄ表面に於ける反射光の広がり方が異なる。

また、図１０は空間８のＺ方向の断面での光の軌跡図を示している。この図１０の例では、反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第２の傾斜曲面８ｄが向かい、反入射端面部６方向に第１の傾斜曲面８ｅが向かう様に空間８を設けてある。

導光板２内に入射した光は屈折角γ＝０〜±４２°の範囲内で存在し、図１０に示す反出射面部４に略平行な光線Ｌｐは、空間８の第２の傾斜曲面８ｄで屈折透過する。この屈折透過した光線Ｌｐｒは、第１の傾斜曲面８ｅ方向に進み、さらに第１の傾斜曲面８ｅで屈折し、光線Ｌｐｒｉとして導光板２の出射面部３方向に進む。

同様に、図１０に示す導光板２内に存在する入射屈折角の小さな光線Ｌｍは、空間８の第２の傾斜曲面８ｄで屈折透過する。この屈折透過した光線Ｌｍｒは、第１の傾斜曲面８ｅ方向に進み、さらに第１の傾斜曲面８ｅで屈折し、光線Ｌｍｒｉとして導光板２のやや反出射面部４方向に進む。

また、図１０において導光板２内に存在する入射屈折角のやや大きな光線Ｌｂは、空間８の第２の傾斜曲面８ｄで屈折透過し、この屈折透過した光線Ｌｂｏが反出射面部４の外部に出射する。

同様に、図１０において導光板２内に存在する入射屈折角の大きな光線Ｌｂｘは、空間８の第２の傾斜曲面８ｄで屈折透過し、この屈折透過した光線Ｌｂｘｏが反出射面部４の外部に出射する。

尚、図１０の例では空間８を反出射面部４に設けたが、出射面部３に設けても同様な光の軌跡を得る。そのために、出射面部３の入射端面部５の方向に空間８の第２の傾斜曲面８ｄが向かい、反入射端面部６方向に第１の傾斜曲面８ｅが向かう様に空間８を設けた場合には、導光板２に入射屈折角の大きな光線として入射された光線は空間８から大きな出射角で出射面部３から出射することができる。

また、図１０において導光板２の出射面部３や反出射面部４に略平行な光線Ｌｐの様な光線は、反対側の面（空間８を設けた反対側）に対して大きな入射角であるため、反対側の面で全反射をして反入射端面部６方向に進む。

さらに、図１１は空間８の断面での光の軌跡図を示している。この図１１の例では、反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第１の傾斜曲面８ｅが向かい、反入射端面部６方向に第２の傾斜曲面８ｄが向かう様に空間８を設けてある。

導光板２内に入射した光は屈折角γ＝０〜±４２°の範囲内で存在し、図１１に示す反出射面部４に略平行な光線Ｌｐ２は、空間８の第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過する。この屈折透過した光線Ｌｐ２ｒは、第２の傾斜曲面８ｄ方向に進み、さらに第２の傾斜曲面８ｄで屈折し、光線Ｌｐ２ｒｉとして導光板２のやや出射面部３方向に進む。

同様に、図１１において導光板２内に存在する入射屈折角の小さな光線Ｌｍ２は、空間８の第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過する。この屈折透過した光線Ｌｍ２ｒは、第２の傾斜曲面８ｄ方向に進み、さらに第２の傾斜曲面８ｄで屈折し、光線Ｌｍ２ｒｉとして導光板２の反入射端面部６方向に進む。

また、図１１において導光板２内に存在する入射屈折角のやや大きな光線Ｌｂ２は、空間８の第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過し、この屈折透過した光線Ｌｂ２ｏが反出射面部４の外部に出射する。

同様に、図１１において導光板２内に存在する入射屈折角の大きな光線Ｌｂｘ２は、空間８の第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過し、この屈折透過した光線Ｌｂｘ２ｏが反出射面部４の外部に出射する。

尚、図１１の例では空間８を反出射面部４に設けたが、出射面部３に設けても同様な光の軌跡を得る。そのために、出射面部３の入射端面部５の方向に空間８の第１の傾斜曲面８ｅが向かい、反入射端面部６方向に第２の傾斜曲面８ｄが向かう様に空間８を設けた場合には、導光板２に入射屈折角の大きな光線として入射された光線は空間８から大きな出射角で出射面部３から出射することができる。

また、図１１において導光板２の出射面部３や反出射面部４に略平行な光線Ｌｐ２の様な光線は、反対側の面（空間８を設けた反対側）に対して大きな入射角であるため、反対側の面で全反射をして反入射端面部６方向に進む。

そのために、空間８に向かう光が空間８の高さｈや深さｈが異なっても曲率半径ｒ（Ｒ）が一定であり、空間８で反射する方向や空間８で透過屈折する方向が同じであるので、入射端面部９からの距離によって高さｈや深さｈを変化させても反射方向や屈折方向が変化せずに高さｈや深さｈによる光線の反射量や屈折量をコントロールすることにより均一な光を出射させることができる。

また、図１２の例では、図１１と同様に反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第１の傾斜曲面８ｅが向かい、反入射端面部６方向に第２の傾斜曲面８ｄが向かう様に空間８を設けている。以下、導光板２内に入射した光の内で、一度反出射面部４で全反射した光線についての軌跡を説明する。

図１２において反出射面部４に略平行な光線Ｌｔｏｏは、一度反出射面部４に対して大きな入射角で進み、反出射面部４で全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｔｏ１として空間８の第１の傾斜曲面８ｅに進み屈折透過する。この屈折透過した光線Ｌｔｏ２は、第２の傾斜曲面８ｄ方向に進み、さらに第２の傾斜曲面８ｄで屈折し、光線Ｌｔｏ３として導光板２のやや出射面部３方向に進む。

さらに、図１２において導光板２内に存在する入射屈折角の大きな光線Ｌｒｏは、一度反出射面部４に対して屈折角γ＝４２°に近い入射角で進み、反出射面部４で全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｒ１として空間８の第１の傾斜曲面８ｅに進み、再度空間８の第１の傾斜曲面８ｅで全反射を行い、反射光線Ｌｒ１ｉとして導光板２のやや入射端面部５側の出射面部３方向に進む。

また、図１３の例では、図１０と同様に反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第２の傾斜曲面８ｄが向かい、反入射端面部６方向に第１の傾斜曲面８ｅが向かう様に空間８を設けている。以下、導光板２内に入射した光の内で、一度反出射面部４で全反射した光線についての軌跡を説明する。

図１３において反出射面部４にやや平行な構成Ｌ１ｏや光線Ｌ２ｏは、一度反出射面部４に対して大きな入射角で進み、反出射面部４で全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌ１１やＬ２１が空間８の第２の傾斜曲面８ｄに進み、再度空間８の第２の傾斜曲面８ｄで全反射を行い、反射光線Ｌ１２や反射光線Ｌ２２として導光板２の出射面部３方向に進む。

さらに、図１３において導光板２内に存在する入射屈折角の大きな光線Ｌ３ｏは、一度反出射面部４に対して屈折角γ＝４２°に近い入射角で進み、反出射面部４で全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌ３１として空間８の第２の傾斜曲面８ｄに進み、再度空間８の第２の傾斜曲面８ｄで全反射を行い、反射光線Ｌ３２として導光板２の出射面部３方向に進む。

また、図１３では図示しないが、上記のような一度反出射面部４で全反射する光線は大部分が空間８の第２の傾斜曲面８ｄで全反射することができる。

尚、図１３の例では空間８を反出射面部４に設けたが、出射面部３に設けても同様な光の軌跡を得る。そのために、反出射面部４に設けて反射光を利用し出射面部３方向に偏向したり、出射面部３に設けて屈折光を利用し出射面部３から出射させる様に、目的に合わせて出射面部３からの出射光を出射することができる。

次に、図１４は導光板２の反出射面部４を互いに隣り合う空間８の第１の傾斜曲面８ｅと隣りの空間８の第２の傾斜曲面８ｄとの間を傾斜面で接続するものである。図１４の例では、不図示の入射端面部５方向に隣り合う空間８の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面８ｅと空間８の略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面８ｄとを傾斜面４ｂ（３ｂ）（図左の傾斜面）で接続し、空間８の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面８ｅと反入射端面部６方向に隣り合う不図示の空間８の略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面８ｄとを傾斜面４ｂ（３ｂ）（図右の傾斜面）で接続する。

また、図１４の例では、反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第２の傾斜曲面８ｄが向かい、反入射端面部６方向に第１の傾斜曲面８ｅが向かう様に空間８を設けてある。

そして、入射端面部５から屈折角γ＝０〜±４２°の範囲内で導光板２内に入射した光の内、空間８の第２の傾斜曲面８ｄの入射端面部５側の傾斜面４ｂで、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂで全反射した光線についての軌跡を説明する。

図１４において入射端面部５からの入射屈折角の小さな光線Ｌｓｏは、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂに対して大きな入射角で進み、傾斜面４ｂで全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｓｏｒとして空間８の第２の傾斜曲面８ｄに進む。この反射光Ｌｓｏｒは、再度空間８の第２の傾斜曲面８ｄで全反射を行い、反射光線Ｌｓｏｒｏとして導光板２の出射面部３方向に進む。

また、図１４において入射端面部５からの入射屈折角が屈折角γ＝４２°に近い光線Ｌｓｅｏは、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂに対して傾斜面４ｂの傾斜角分だけ大きな入射角で進み、傾斜面４ｂで全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｓｅｏｒとして空間８の第２の傾斜曲面８ｄに進む。この反射光Ｌｓｅｏｒは、再度空間８の第２の傾斜曲面８ｄで全反射を行い、反射した反射光線Ｌｓｅｏｒｏとして導光板２の出射面部３方向に進む。

尚、図１４の例では空間８を反出射面部４に設け、反出射面部４側に傾斜面４ｂを設けたが、出射面部３側に空間８および傾斜面３ｂを設けても同様な光の軌跡を得ることができる。

さらに、図１５の例では、不図示の入射端面部５方向に隣り合う空間８の略三日月形状の凹部の方向の第２の傾斜曲面８ｄと空間８の略三日月形状の凹部の方向の凸部の方向の第１の傾斜曲面８ｅとを傾斜面４ｂ（３ｂ）（図右の傾斜面）で接続し、空間８の略三日月形状の第２の傾斜曲面８ｄと反入射端面部６方向に隣り合う不図示の空間８の略三日月形状の凸部の方向の第１の傾斜曲面８ｅとを傾斜面４ｂ（３ｂ）（図左の傾斜面）で接続する。

また、図１５の例では、反出射面部４の入射端面部５の方向に空間８の第１の傾斜曲面８ｅが向かい、反入射端面部６方向に第２の傾斜曲面８ｄが向かう様に空間８を設けてある。

そして、入射端面部５から屈折角γ＝０〜±４２°の範囲内で導光板２内に入射した光の内、空間８の第１の傾斜曲面８ｅの入射端面部５側の傾斜面４ｂで、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂで全反射した光線についての軌跡を説明する。

図１５において入射端面部５からの入射屈折角の小さな光線Ｌｓ１は、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂに対して大きな入射角で進み、傾斜面４ｂで全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｓ１ｒとして空間８の第１の傾斜曲面８ｅに進む。この反射光Ｌｓ１ｒは、第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過し、光線Ｌｓ１ｒｐとして再度空間８の第１の傾斜曲面８ｅで屈折透過する。そして、この屈折透過したＬｓ１ｒｐｏが導光板２の反出射面部６方向の出射面部３方向に進む。

また、図１５において入射端面部５からの入射屈折角がやや大きい光線Ｌｓ２は、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂで全反射して入射角と同じ反射角の反射光Ｌｓ２ｒとして空間８の第１の傾斜曲面８ｅに進み、再度空間８の第１の傾斜曲面８ｅで全反射を行い、反射した反射光線Ｌｓ２ｒｏが導光板２の出射面部３方向に進む。

さらに、図１５において入射端面部５からの入射屈折角が屈折角γ＝４２°に近い光線Ｌｓｅ１は、一度反出射面部４側の傾斜面４ｂに対して傾斜面４ｂの傾斜角分だけ大きな入射角で進み、傾斜面４ｂで屈折透過し、傾斜面４ｂから反出射面部４側に光線Ｌｓｅ１ｏとして出射する。

尚、図１５の例では空間８を反出射面部４に設け、反出射面部４側に傾斜面４ｂを設けたが、出射面部３側に空間８および傾斜面３ｂを設けても同様な光の軌跡を得ることができる。

このように、導光板２内に存在する光線の進む方向に導光板２の厚さが増厚する様な傾斜面４ｂ（３ｂ）に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が大きくなり、光線の進む方向に導光板２の厚さが減厚する様な傾斜面４ｂ（３ｂ）に対して傾斜角度に対応した角度分だけ光線の入射角度が小さくなる。

そのため、一度導光板２の厚さが増厚する様な傾斜面４ｂ（３ｂ）に進んだ光線は入射角度が大きい為に傾斜面４ｂ（３ｂ）での全反射が大きな反射角度で反射する。これにより、第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄに多くの光線が進み、第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄで全反射を行うことができる。

また、一度導光板２の厚さが減厚する様な傾斜面４ｂ（３ｂ）に進んだ光線は、入射角度が小さい為に傾斜面４ｂ（３ｂ）での全反射が小さな反射角度で反射する。これにより、第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄに進む光線は、第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄで透過屈折を行い、一部の光線は全反射をすることができる（第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄで全反射する光線の量が少ない）。

光源９は、一体化された赤色発光（Ｒ）、緑色発光（Ｇ）、青色発光（Ｂ）から成る半導体発光素子や、これら半導体発光素子の単色発光半導体発光素子、単色発光半導体発光素子をアレー状にしたもの、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原光をアレー状にしたものや青色発光半導体発光素子と蛍光材とを用いた擬似白色半導体発光素子等で構成される。また、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光放電管）やＨＣＦＬ（熱陰極蛍光放電管）等で光源９を構成することもできる。

リフレクタ１０は、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物や熱可塑性樹脂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、さらに薄板状の金属からなる。

ケース１１は、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物や熱可塑性樹脂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からなる。このケース１１は、光源９や入射端面部５および出射面部３以外を覆い、光源９や出射面部３に出射した以外の漏れ光等の光を反射などし、再び導光板２に入射させる。

このように、平面照明装置１は、少なくとも光源９と、この光源９からの光を導く入射端面部５と入射端面部５からの光を出射する出射面部３と当該出射面部３の反対側に位置する反出射面部４とを有して、出射面部３や反出射面部４に任意の曲率半径ｒを有する半球を、この半球の曲率半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒで欠切し、出射面部３や反出射面部４方向から投射したときの曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状になる様な２つの傾斜曲面８ｅ，８ｄによる空間８を複数設けた導光板２とを具備する。そして、これら略三日月形状の凸部の第１の傾斜曲線面８ｅや凹部の第２の傾斜曲線面８ｄが設けた面（出射面部３および反出射面部４）が互いに反対方向に向いているので、反射および透過によって傾斜曲面線８ｅ，８ｄの互いの反対方向（出射面部３および反出射面部４）に進むとともに横方向の拡散光または平行光となって透過屈折や反射し進行方向を偏向することができる。

そのため、反出射面部４に設けて反射光を利用し出射面部３方向に偏向したり、出射面部３に設けて屈折光を利用し出射面部３から出射させる様に、目的に合わせて出射面部３からの出射光を出射することができる。

尚、ここでの平面照明装置１の導光板２は、第１の傾斜曲線面８ｅと第２の傾斜曲線面８ｄとを互いに反対方向に向いて設けたが、同方向でも良く、さらに出射面部３と反出射面部４とを同方向または出射面部３と反出射面部４とを互いに反対方向に向いて設けても良い。
また、第１の傾斜曲面８ｅや第２の傾斜曲面８ｄの向きを自由に選択することによって、導光板２内の光が反入射端面部６や側面部７で反射した光を利用できる。

小型なモバイル製品のバックライトから大型のバックライトまであらゆる大きさに適し、均一で明るい出射光を得ることができるので、カーナビや携帯電話等のモバイル液晶装置から大型の液晶テレビ等に利用することができる導光板および平面照明装置を提供することができる。

本発明に係る平面照明装置の略斜視図である。 本発明に係る平面照明装置の略断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の投射図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間の各種の断面図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。 本発明に係る導光板に設けた空間での光の軌跡図である。

符号の説明

１ 平面照明装置
２ 導光板
３ 出射面部
４ 反出射面部
３ｂ，４ｂ 傾斜面
５ 入射端面部
６ 反入射端面部
７ 側面部
８ 空間
８ａ 出射面部空間
８ｂ 反出射面部空間
８ｅ 第１の傾斜曲線面
８ｄ 第２の傾斜曲線面
９ 光源
１０ リフレクタ
１１ ケース
γ 屈折角
ｎ 屈折率
α 臨界角
ｒ 任意の曲率半径
Ｒ 大きな曲率半径
ｒｄ，ｒｓ 曲率半径
Ｐ，Ｐｄ，Ｐｓ 中心位置
Ｐｃ 中心交点
Ｓ 交点
Ａ 直線
Ｂ 基線
ａｆ，ａｆ２，ｂｆ，ｂｆ２ 点
Ｆ，Ｆ１ 水平線（半球の平面部）
ｈ，ｈｒ，ｈｍ，ｈ１，ｈｘ 高さまたは深さ
φ 仮想水平面と成す角度
θ 稜の角度（頂角）
Ｌｐ，Ｌｂ，Ｌｂｘ，Ｌｍ 光線
Ｌｐｒ，Ｌｐｒｉ，Ｌｍｒ 光線
Ｌｍｒｉ，Ｌｂｏ，Ｌｂｘｏ 光線
Ｌｐ２，Ｌｐ２ｒ，Ｌｐ２ｒｉ 光線
Ｌｍ２，Ｌｍ２ｒ，Ｌｍ２ｒｉ 光線
Ｌｂｘ２，Ｌｂｘ２ｏ 光線
Ｌｔｏｏ，Ｌｔｏ１，Ｌｔｏ２，Ｌｔｏ３ 光線
Ｌｒｏ，Ｌｒ１，Ｌｒ１ｉ 光線
Ｌ１０，Ｌ２０，Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ１２，Ｌ２２ 光線
Ｌ３ｏ，Ｌ３１，Ｌ３２ 光線
Ｌｓｏ，Ｌｓｏｒ，Ｌｓｏｒｏ 光線
Ｌｓｅｏ，Ｌｓｅｏｒ，Ｌｓｅｏｒｏ 光線
Ｌｓ１，Ｌｓ１ｒ，Ｌｓ１ｒｐｏ，Ｌｓｅ１ｏ 光線

Claims (7)

1. 光源からの光を導く入射端面部と、前記入射端面部からの光を出射する出射面部と、当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有する導光板において、
   前記出射面部と前記反出射面部との方向をＺ方向とし、前記Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記出射面部または／および前記反出射面部に任意の曲率半径を有する半球を前記半球の前記任意の曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、前記Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の前記出射面部および前記反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／および前記Ｚ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な任意の曲率半径の半球による第１の傾斜曲面と該第１の傾斜曲面より大きな曲率半径による第２の傾斜曲面との２つの傾斜曲面と前記出射面部または前記反出射面部とに囲まれた空間を複数設けたことを特徴とする導光板。
2. 前記空間は、前記略三日月形状の凸部の第１の傾斜曲面を前記入射端面部方向または／および前記略三日月形状の凹部の第２の傾斜曲面を前記入射端面部方向に設けることを特徴とする請求項１記載の導光板。
3. 前記任意の曲率半径に対する前記大きな曲率半径の比は、１より大きい範囲であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
4. 前記空間の高さまたは深さは、前記任意の曲率半径と同等もしくは前記任意の曲率半径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の導光板。
5. 前記空間の高さまたは深さは、２つの前記曲率半径の異なる球の交点のどちらか一方の前記交点と、前記交点から前記任意の曲率半径の球の９０°以内の球の外周と中心点とを結ぶ線までの距離の範囲であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
6. 前記出射面部および前記反出射面部は、前記空間の前記２つの傾斜曲面の前記略三日月形状の凸部の第１の傾斜曲面と前記入射端面部または前記入射端面部の反対側に位置する反入射端面部方向に隣り合う前記略三日月形状の凹部の第２の傾斜曲面とを傾斜面で接続することを特徴とする請求項１記載の導光板。
7. 光源と、この光源からの光を導く入射端面部と前記入射端面部からの光を出射する出射面部と当該出射面部の反対側に位置する反出射面部とを有し、前記出射面部と前記反出射面部との方向をＺ方向とし、前記Ｚ方向に直角に交差する方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記出射面部または／および前記反出射面部に任意の曲率半径を有する半球を前記半球の前記曲率半径よりも大きな曲率半径で欠切し、前記Ｘ−Ｙ方向の曲率方向の前記出射面部および前記反出射面部での断面部分の形状が略三日月形状または／および前記Ｚ方向の曲率方向の断面部分の形状が略三日月形状の一部分になる様な２つの傾斜曲面と前記出射面部または前記反出射面部とに囲まれた空間を複数設けた導光板とを少なくとも具備したことを特徴とする平面照明装置。

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