JP4279815B2

JP4279815B2 - 導光板および平面照明装置

Info

Publication number: JP4279815B2
Application number: JP2005249467A
Authority: JP
Inventors: カリルカランタル
Original assignee: 日本ライツ株式会社
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2025-08-30
Also published as: JP2007066620A

Description

本発明は、従来の導光板に設けた凸状や凹状等の例えば、裏面部に設けた凸状によって、入射面部から導光板内に出射した光を反射させて、表面部から出射するようなプロセスでなく、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様に入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に偏向するとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けるもので、例えば１側面の中心位置に点状に光源を備えた場合に、従来は入射面部において光源の左右両側方向に広がった光を単に表面部方向に反射し表面部から出射するが、本発明は反射面部が一方向でなく、多方向に位置し、反射面部の法線に対してＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上の入射角（全反射）になる様な反射面によって導光板内のＸ−Ｙ方向（方位角の異なる）の任意方向に反射（偏向）するとともに表面方向（極角）にも反射（偏向）し、反射光は表面に設けた透過面部に向かって反射（偏向）し、透過面部に達した反射光を透過面部で略垂直方向に屈折して出射面部から出射し、また、入射面部から導いた導光板内に存在する光の内入射面部からの直接光以外の側面部等で反射された光も反射面部の法線に対してＳｉｎ ^-1 （１／ｎ）以上の入射角（全反射）になる様な反射面によって導光板内のＸ−Ｙ方向の任意方向に反射（偏向）するとともに表面方向（極角）にも反射（偏向）し、透過面部に達した反射光を透過面部で略垂直方向に屈折して出射面部から出射する複数のプロセスからなる導光板および平面照明装置に関する。

従来の平面照明装置としては、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切欠部を設け、切欠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ものが知られている。

また、従来の平面照明装置には、導光板の表面側に拡散部材を有し、裏面側に反射部材を有して、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、Ｖ字溝の各列の隣接列を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も知られている。

さらに、従来の導光板としては、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切欠部を設け、切欠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。しかし、出射光がスリット状になってしまうため、見栄えが悪かった。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光の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として、導光板の表面側に拡散部を有し、裏面側に反射部材を有して、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、Ｖ字溝の各列の隣接列を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構成では、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。このため、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ので、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、従来の導光板として、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構成では、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の場合、近い所では窪みの間隔が大きくなりすぎて光源に近い部分で暗線が発生し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しており、陰極線管からの平行光が利用できない。このため、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、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面方向をＸ−Ｙ方向とした時に、これら従来の導光板は基本的にＸ−Ｙ方向に対して全て傾斜面の法線が光源方向に向いて、（傾斜面が光源からの光の入射角が法線方向である）Ｚ方向に対しては全反射する（臨界角よりも大きい）ものであり、光源からの光を傾斜面によりＺ方向のみの偏向（全反射）により直接出射（出射面から）させている（Ｚ方向への２次元偏向）。しかし、本発明は反出射面部（裏面部）に設けた反射面部の反射面に対して光源からの光の入射角がＸ−Ｙ方向に対して反射面の法線と異なるとともに光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上（全反射）になる様に反射面部を配置し、さらに出射面部（表面部）に配置した透過面部に進行（反射）するようにＺ方向にも偏向（Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向への３次元偏向）させることにより、出射面（表面部）の希望する任意の位置から出射させることができる導光板と、この導光板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、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けることを特徴とする。

請求項１に係る導光板は、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けるので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向の反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができる。

また、請求項２に係る導光板は、反射面部を、入射面部から側面部方向に複数の仮想線を引き複数の領域に分割して設けることを特徴とする。

請求項２に係る導光板は、反射面部を、入射面部から側面部方向に複数の仮想線を引き複数の領域に分割して設けるので、入射面部からの光線のエネルギ分布に対応した領域として反出射面部に設ける反射面の法線に対する側面部方向へのスライド量や出射面部方向に反射する反射面の反射角をコントロールすることができる。

さらに、請求項３に係る導光板は、反射面部が、領域の仮想線に対し略直角方向の幅と同等の長さや領域の仮想線に対し略直角方向の幅よりも短い長さから成ることを特徴とする。

請求項３に係る導光板は、反射面部が、領域の仮想線に対し略直角方向の幅と同等の長さや領域の仮想線に対し略直角方向の幅よりも短い長さから成るので、例えば仮想線の幅が略一定の場合には反射面部を仮想線の幅の領域と同等にすることで反射面部と領域とが対応することができ、この場合でも反射面部を仮想線の幅よりも短くすることで、この反射面部で反射する必要が無い光線を通過させることができる。

また、例えば光源が導光板よりも著しく小さい場合に入射面部も小さくなり入射面部と側面部との長さが著しく異なって仮想線の幅が入射面部から徐々に大きくなってしまっても反射面部を仮想線の幅よりも短くすることによって微妙に出射面部方向に反射する反射面部の反射角を調整することができる。

また、請求項４に係る導光板は、反射面部および透過面部が、平面または微細な曲率を有した曲面であることを特徴とする。

請求項４に係る導光板は、反射面部および透過面部が、平面または微細な曲率を有した曲面であるので、入射面部からの平行な光線を平面な反射面部で全て同じ方向に反射することができたり、入射面部からの広がりの有る光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部で全て同じ方向に反射することができる。

また、逆に入射面部からの平行な光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部で広がりの有る方向に反射することができたり、入射面部からの広がりの有る光線を平面な反射面部で広がりの有る方向に反射することができる。

さらに、請求項５に係る導光板は、入射面部を、少なくとも１つの側面部または少なくとも２つの側面部が交わる端隅に設けることを特徴とする。

請求項５に係る導光板は、入射面部を、少なくとも１つの側面部または少なくとも２つの側面部が交わる端隅に設けるので、導光板の大きさや出射光の要求輝度に対応することができるとともに設計の自由度を広げられることができる。

また、請求項６に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に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６に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができる。

さらに、請求項７に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体とを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、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体とを具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができるとともに反射面部を逸れ導光板の外にもれた光等を再度導光板に戻しより高輝度な出射光を得ることができる。

また、請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体と、
導光板の出射面部の上方向に出射面部からの出射光を偏向する光偏向体とを具備したことを特徴とする。

請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体と、
導光板の出射面部の上方向に出射面部からの出射光を偏向する光偏向体とを具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができるとともに反射面部を逸れ導光板の外にもれた光等を再度導光板に戻しより高輝度な出射光を得ることができ、さらに導光板からの臨界角に近い出射光でも偏向して略垂直方向に平面照明装置から出射することができる。

さらに、請求項９に係る導光板および請求項１１に係る平面照明装置は、反射面部が、反出射面部に凹状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹形状の何れかを有することを特徴とする。

請求項９に係る導光板および請求項１１に係る平面照明装置は、反射面部が、反出射面部に凹状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹形状の何れかを有するので、出射面部方向あらゆる方向へ光を反射することができる。

また、請求項１０に係る導光板および請求項１２に係る平面照明装置は、透過面部が、出射面部と一体化され凸状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸形状の何れかを有することを特徴とする。

請求項１０に係る導光板および請求項１２に係る平面照明装置は、透過面部が、出射面部と一体化され凸状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸形状の何れかを有するので、透過面部から出射面部のあらゆる方向へ光を出射することができる。

以上のように、請求項１に係る導光板は、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けるので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができる。そのために、隅々まで均一で明るい出射光を得ることができる。また、希望する出射面部（表面部）の任意の位置から出射させたり、目的とする任意の所を集中して出射光を出射することができる。

また、請求項２に係る導光板は、反射面部を、入射面部から側面部方向に複数の仮想線を引き複数の領域に分割して設けるので、入射面部からの光線のエネルギ分布に対応した領域として反出射面部に設ける反射面の法線に対する側面部方向へのスライド量や出射面部方向に反射する反射面の反射角をコントロールすることができる。そのために、領域とし輝度分布を自由に制御することができ光源の量や光源の位置に対応することができ、あらゆる目的に対応することができる。

さらに、請求項３に係る導光板は、反射面部が、領域の仮想線に対し略直角方向の幅と同等の長さや領域の仮想線に対し略直角方向の幅よりも短い長さから成るので、例えば仮想線の幅が略一定の場合には反射面部を仮想線の幅の領域と同等にすることで反射面部と領域とが対応することができ、この場合でも反射面部を仮想線の幅よりも短くすることで、この反射面部で反射する必要が無い光線を通過させることができる。

また、例えば光源が導光板よりも著しく小さい場合に入射面部も小さくなり入射面部と側面部との長さが著しく異なって仮想線の幅が入射面部から徐々に大きくなってしまっても反射面部を仮想線の幅よりも短くすることによって微妙に出射面部方向に反射する反射面部の反射角を調整することができる。そのために、領域内でもより均一な出射光を得ることができる。

また、請求項４に係る導光板は、反射面部および透過面部が、平面または微細な曲率を有した曲面であるので、入射面部からの平行な光線を平面な反射面部で全て同じ方向に反射することができたり、入射面部からの広がりの有る光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部で全て同じ方向に反射することができる。

また、逆に入射面部からの平行な光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部で広がりの有る方向に反射することができたり、入射面部からの広がりの有る光線を平面な反射面部で広がりの有る方向に反射することができる。そのために、反射面部および透過面部を色々な面に選択することによって目的とする出射光をコントロールすることができる。

さらに、請求項５に係る導光板は、入射面部を、少なくとも１つの側面部または少なくとも２つの側面部が交わる端隅に設けるので、導光板の大きさや出射光の要求輝度に対応することができるとともに設計の自由度を広げられることができる。そのために、目的とするあらゆる平面照明装置等に対応することができる。

また、請求項６に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板とを少なくとも具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができる。そのために、隅々まで均一で明るい出射光を得ることができる。また、平面照明装置の目的とする任意の所に集中して出射光を出射することができる。

さらに、請求項７に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体とを具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができるとともに反射面部を逸れ導光板の外にもれた光等を再度導光板に戻しより高輝度な出射光を得ることができる。そのために、隅々まで均一で明るい出射光を得ることができるとともに無駄なく光源からの光を出射面から出射することができより高輝度な出射光を得ることができる。

また、請求項８に係る平面照明装置は、光源と、
光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、出射面部と反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、出射面部方向に光を反射する反射面部を反出射面部に設け、さらに反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を出射面部に設けた導光板と、
出射面部と入射面部以外に反射性を有する反射体と、
導光板の出射面部の上方向に出射面部からの出射光を偏向する光偏向体とを具備したので、側面部方向へのスライド量（方位角）や出射面部方向に反射する反射面部の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部の左右両端方向での出射光でも入射面部の左右両端方向以外の反出射面部に設けた任意の反射面部で入射面部の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部方向に反射（極角を変化）させ、出射面部に設けた透過面部によって出射面部に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができるとともに反射面部を逸れ導光板の外にもれた光等を再度導光板に戻しより高輝度な出射光を得ることができ、さらに導光板からの臨界角に近い出射光でも偏向して略垂直方向に平面照明装置から出射することができる。そのために、隅々まで均一で明るい出射光を得ることができるとともに無駄なく光源からの光を出射面から出射することができより高輝度で視野角をコントロールした出射光を得ることができる。

請求項９に係る導光板および請求項１１に係る平面照明装置は、反射面部が、反出射面部に凹状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹形状の何れかを有するので、出射面部方向あらゆる方向へ光を反射することができる。
そのために、方位角および極角を偏向させて出射面部方向に全反射させ希望する出射面部（表面部）の任意の位置から出射させることができる。

請求項１０に係る導光板および請求項１２に係る平面照明装置は、透過面部が、出射面部と一体化され凸状形状を有し、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸形状の何れかを有するので、透過面部から出射面部のあらゆる方向へ光を出射することができる。
そのために、極角を偏向させて希望する出射面部（表面部）の任意の位置から出射させ明るく均一な出射光を得ることができる。

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、本発明は、導光板の厚さ方向をＺ方向、側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、入射面部から導いた導光板内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部が一方向でなく、多方向に位置し、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上（全反射）になる様な反射面によって導光板内のＸ−Ｙ方向（方位角が異なる）の任意方向に反射（偏向）させるとともにＺ方向の出射面部方向に光を反射（極角を変化）する様に導光板の反出射面部（裏面部）に反射面部を設け希望する出射面部（表面部）の任意の位置に偏向（Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向への３次元偏向）させる。
さらに出射面部（表面部）に透過面部を設け、反出射面部の反射面部からの反射光を出射面部に対して略垂直方向に屈折透過し出射面部から出射する。
このように、希望する出射面部（表面部）の任意の位置から出射させる導光板と、この導光板を用いた平面照明装置を提供するものである。

図１〜図３は本発明に係る平面照明装置の略斜視図、図４（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る平面照明装置の上方から見た入射面部と光源の配置例を示す略正面図、図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る平面照明装置の下方から見た反射面部の配置例を示す略正面図、図６（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る導光板の略部分図で反射面部の各種形状例を示す図、図７（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る導光板の略部分図で透過面部の各種形状例を示す図、図８は本発明に係る簡素化した光の軌跡の論理図、図９は本発明に係る平面照明装置の光の軌跡の図である。

図１に示す平面照明装置１（１Ａ）は、少なくとも１側面を入射面部３とし、入射面部３の近傍（図示では入射面部３の略中央）に備えた１つの光源９と、１つの光源９からの光を入射面部３から導き平面から出射する導光板２と、導光板２の下方に導光板２の出射面部６と入射面部３以外に反射性を有する反射体１０と、導光板２の上方に導光板２の出射面部６からの出射光を偏向する光偏向体１１とから構成されている。

図２に示す平面照明装置１（１Ｂ）は、少なくとも１側面を入射面部３とし、入射面部３の近傍に備えた複数の光源９と、複数の光源９からの光を入射面部３から導き平面から出射する導光板２とから構成されている。

図３に示す平面照明装置１（１Ｃ）は、少なくとも２つの側面部４が交わる端隅を入射面部３とし、入射面部３の近傍に備えた１つの光源９と、１つの光源９からの光を導き平面から出射する導光板２ｂとから構成されている。尚、図２および図３において、図１に示すような反射体１０や光偏向体１１を設ける構成とすることもできる。

図１及び図２の導光板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）等で形成される。導光板２は、光源９からの光を導く入射面部３と、入射面部３からの光を出射する出射面部６と、この出射面部６の反対側に位置する反出射面部５と、これら出射面部６と反出射面部５とに交わる側面部４とからなる。

同様に、図３の導光板２ｂ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）等で形成される。導光板２ｂは、光源９からの光を導く入射面部３と、入射面部３からの光を出射する出射面部６と、この出射面部６の反対側に位置する反出射面部５と、これら出射面部６と反出射面部５とに交わる側面部４とからなり、入射面部３を２つの側面部４が交わる端隅に設ける。

そして、図１〜図３に示す導光板２，２ｂにおいて、出射面部６には図７に示すような複数の透過面部８を設け、反出射面部５には図６に示すような複数の反射面部７を設ける。

反出射面部５は、入射面部３から導いた光が入射面部３から側面部４方向に反射するとともに出射面部６方向に反射するように反射面部７の傾斜面７ａの法線に対して、入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になる様に反射面部７を設ける。尚、ｎは屈折率を示す。

また、反射面部７の形状は、図６に示す様な全体として空間７ｂ（空気層）を有し、各々傾斜面７ａで全反射をさせて入射角に対して、大きな方位角と、大きな極角を有する反射光に偏向（Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向への３次元偏向）する。

図６に示す反射面部７の形状として、反射面部７が反出射面部５に凹状形状を有し、導光板２の厚さ方向をＺ方向、側面部４方向をＸ−Ｙ方向とした時に、図６（ａ）に示す反射面部７Ａは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部５に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状を成して、Ｚ方向は直線でＸ−Ｙ方向が円弧の傾斜面７ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図６（ｂ）に示す反射面部７Ｂは、Ｚ方向の断面が円弧形状を成し反出射面部５に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状を成して、Ｚ方向は円弧でＸ−Ｙ方向が直線の傾斜面７ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図６（ｃ）に示す反射面部７Ｃは、Ｚ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部５に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状を成して、Ｚ方向は円弧でＸ−Ｙ方向が直線の傾斜面７ａを有している。

図６（ｄ）に示す反射面部７Ｄは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し反出射面部５に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状を成して、Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向も直線の傾斜面７ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図６（ｅ）に示す反射面部７Ｅは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり反出射面部５に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状を成して、Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向も直線の傾斜面７ａを有している。

このように、反射面部７の傾斜面７ａが平面または微細な曲率を有した曲面であるので、入射面部３からの平行な光線を平面な反射面部７で全て同じ方向（方位角）に反射することができたり、入射面部３からの広がりの有る光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部７で全て同じ方向に反射することができる。

また、逆に入射面部３からの平行な光線を微細な曲率を有した曲面な反射面部７で広がりの有る方向に反射することができたり、入射面部３からの広がりの有る光線を平面な反射面部７で広がりの有る方向に反射することができる。そのために、反射面部７を色々な面に選択することによって目的とする出射光をコントロールすることができる。

以上の様な反射面部７の形状の一例を示したが、図６（ａ）〜（ｅ）に示す形状に限定されるものではない。すなわち、反射面部７は、入射面部３からの光を傾斜面７ａの法線に対して、入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になるように反出射面部５の任意の位置（全反射条件を満たす位置）に傾斜面７ａを設けて方位角を偏向させ側面部４方向に反射し、出射面部６方向にも反射して極角を偏向させることができればどんな形状でも良い。

また、図５は反射面部７を反出射面部５の任意の位置（全反射条件を満たす位置）に設けた一例を示しているが、例えば図５（ａ），（ｃ）に示す反射面部７ｃや反射面部７ｅは、決して法線が光源９の方向に対して向いていない。すなわち、反射面部７は、あくまでも光源９（入射面部３）からの光が全反射条件になるような入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になるように反出射面部５に設ける。

さらに、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、入射面部３から側面部４方向に複数の仮想線１２を引き、この仮想線１２によって反出射面部５を複数の領域１３に分割し、各領域１３内に反射面部７を設ける。

図５（ａ）の例の導光板２（２Ａ）では、図１に示す光源９の配置に対して仮想線１２を設けて複数の領域１３を得るようにする。

同様に図５（ｂ）の例の導光板２（２Ｂ）では、図３に示す光源９の配置に対して仮想線１２を設けて複数の領域１３を得るようにする。

さらに同様に図５（ｃ）の例の導光板２（２Ｃ）では、光源９の配置に対して仮想線１２を設けて複数の領域１３を得るようにする。

このように、入射面部３から側面部４方向に複数の仮想線１２を引き、反出射面部５を複数の領域１３に分割して各領域１３に反射面部７を設けるので、入射面部３からの光線のエネルギ分布に対応して、領域１３の単位として反出射面部５に設ける反射面部７の法線に対する側面部４方向へのスライド量（方位角）や出射面部６方向に反射する反射面部７の反射角（極角）をコントロールすることができ、領域１３単位で輝度分布を自由に制御することができる。また、光源９の量や光源９の位置に対応することができ、あらゆる目的に対応することができる。

また、反射面部７は、図５（ａ）や図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、反射面部７を仮想線１２の幅と同等の長さや仮想線１２の幅よりも短い長さにする。

図５（ｃ）に示すように、仮想線１２の幅が略一定の場合には反射面部７を仮想線１２の幅の領域１３と同等の長さにすることで反射面部７と領域１３とが対応することができ、反射面部７を仮想線１２の幅よりも短くすることで、この反射面部７で反射する必要が無い光線を通過させることができる。

また、図５（ａ）や図５（ｂ）に示すように、光源９が導光板２や導光板２ｂよりも著しく小さい場合に入射面部３も小さくなり入射面部３と側面部４との長さが著しく異なって仮想線１２の幅が入射面部３から徐々に大きくなってしまっても、反射面部７を仮想線１２の幅よりも短くすることによって微妙に出射面部６方向に反射する反射面部７の反射角を調整することができる。そのために、領域内でもより均一な出射光を得ることができる。

出射面部６には、図７に示すような透過面部８を複数設ける。
透過面部８は、反射面部７からの反射光を屈折して、出射面部６に対して略垂直方向に偏向する。

また、透過面部８の形状は、図７に示す様な形状を成し、出射面部６と一体化され、各々傾斜面８ａで光を屈折させて略垂直方向に偏向する。

図７に示す透過面部８の形状として、透過面部８が出射面部６と一体化され凸状形状を有し、導光板２の厚さ方向をＺ方向、側面部４方向をＸ−Ｙ方向とした時に、図７（ａ）に示す透過面部８Ａは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し出射面部６に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状を成して、Ｚ方向は直線でＸ−Ｙ方向が円弧の傾斜面８ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図７（ｂ）に示す透過面部８Ｂは、Ｚ方向の断面が円弧形状を成し出射面部６に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状を成して、Ｚ方向は円弧でＸ−Ｙ方向が直線の傾斜面８ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図７（ｃ）に示す透過面部８Ｃは、Ｚ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり出射面部６に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状を成して、Ｚ方向は円弧でＸ−Ｙ方向が直線の傾斜面８ａを有している。

図７（ｄ）に示す透過面部８Ｄは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し出射面部６に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状を成して、Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向も直線の傾斜面８ａを有している。この時稜線までの高さが一定であったり、徐々に高さが変化しても良い。

図７（ｅ）に示す透過面部８Ｅは、Ｚ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり出射面部６に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状を成して、Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向も直線の傾斜面８ａを有している。

このように、透過面部８の傾斜面８ａが平面または微細な曲率を有した曲面である場合には、出射面部６に対して略垂直方向に広がりの有る光線や集光された光線を得ることができる。

尚、透過面部８は傾斜面８ａが存在すれば良いので、例えば、図７（ａ）や図７（ｂ）および図７（ｄ）のような出射面部６との接続部分の幅が一定である透過面部８の場合に、これら透過面部８を連続的に並べて設けても良い。

ここで、図４には、図１〜図３以外に他の入射面部３と光源９の配置位置を示す。
図４（ａ）の例では、矩形形状の導光板２の４つの側面部４が入射面部３として使用され、これら４つの入射面部３の近傍に１つずつ合計４つの光源９を備える。

図４（ｂ）の例では、略矩形形状の導光板２ｃの互いに隣り合う２つの側面部４の４つの端隅が入射面部３として使用され、これら４つの入射面部３の近傍に１つずつ合計４つの光源９を備える。

図４（ｃ）の例では、略矩形形状の導光板２ｄの互いに隣り合う２つの側面部４の対向する２つの端隅が入射面部３として使用され、これら２つの入射面部３の近傍に１つずつ合計２つの光源９を備える。

次に、図８に示すように、解り易く簡素化して反出射面部５に設けた１つの反射面部７の傾斜面７ａと出射面部６に設けた１つの透過面部８の傾斜面８ａとが一体化した部分によって本発明の光の軌跡の論理的な図を示す。

光源９からの光Ｌｓが入射面部３から導光板２内に入射し、入射面部３で屈折され反出射面部５方向に偏向される。この偏向された光線Ｌ１は反出射面部５に設けた反射面部７に達し、この反射面部７の傾斜面７ａの存在位置が光線Ｌ１の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になるように設けたため、反射面部７の傾斜面７ａで光線Ｌ１が全反射されて、方位角と極角が偏向された反射光線Ｌｒが出射面部６方向に進み、出射面部６に設けた透過面部８に達する。そして、透過面部８に達した反射光線Ｌｒが透過面部８の傾斜面８ｓで屈折され、略垂直方向に偏向してＬ０として出射する。

また、実際の平面照明装置１での光の軌跡の図を図９に示す。
平面照明装置１の導光板２の反出射面部５には反射面部７（図６（ａ）に示す形状の反射面部７Ａ）を設け、出射面部６には透過面部８（図７（ｄ）に示す形状の透過面部８Ｄ）を設けてある。

入射面部３で屈折されて入射面部３から導光板２内に入射した光線Ｌ１は、反出射面部５に設けた反射面部７Ａの傾斜面７ａに達し、傾斜面７ａで全反射した反射光線Ｌｒは出射面部６方向に進む。そして、反射光線Ｌｒは出射面部６に設けた透過面部８Ｄによって屈折され、出射面部６に対して略垂直な出射光Ｌ０として出射することができる。

このように、本例では、導光板２や導光板２ｂの入射面部３から入射した光線が反出射面部５に設ける反射面部７の傾斜面７ａに対して入射した光線の入射角が全反射条件であるＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になるように図５に示したように反出射面部５に対して反射面部７の傾斜面７ａの設ける位置を定めたり、図６に示すように入射した光線の入射角が全反射条件であるＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上になるような傾斜面７ａの形状を定めることにより、入射面部３から入射した光線を方位角および極角を偏向させて出射面部６方向に全反射させて、さらに図７に示したように出射面部６に設けた透過面部８によって極角を偏向させて出射面部６に対して略垂直に屈折させて出射させる。

よって、入射面部３の左右両端方向での出射光でも入射面部３に直角方向での出射光と同等の輝度を得て隅々まで均一で明るい出射光を得ることができる。また、反射面部７と透過面部８とによって、目的とする任意の所を集中して出射光を出射させることもできる。

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、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、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することができる。また、光源９としては、ＣＣＦＬ（冷陰極蛍光放電管）やＨＣＦＬ（熱陰極蛍光放電管）の他、ＥＥＦＬ（外部陰極蛍光放電管）、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）、ＯＥＬ（有機ＥＬ）、ＣＮＴ（ＣａｒｂｏｎｅＮａｎｏＴｕｂｅ）利用等の光源を用いることができる。

反射体１０は、導光板２や導光板２ｂの下方に備え、光源９や導光板２や導光板２ｂの入射面部３および出射面部６以外を覆い、光源９や出射面部６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や導光板２ｂ等に入射させる。

また、反射体１０は、薄板金属や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。

光偏向体１１は、導光板２の上方に備え、導光板２の出射面部６からの出射光を偏向し、出射光を調整する。

また、光偏向体１１は、透明なポリエチレンテレフタラ（レ）ート（ＰＥＴ）やアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等で形成され、凸状の稜や凹状の稜を連続または非連続に設ける。

このように、導光板２の厚さ方向Ｚ方向、側面部４方向をＸ−Ｙ方向とした時に、導光板２や導光板２ｂ等は、入射面部３から導いた導光板２内に存在する光をＸ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部７が一方向でなく、多方向に位置し、反射面部７（傾斜面７ａ）の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）以上（全反射）になる様な反射面（傾斜面７ａ）によって導光板２内のＸ−Ｙ方向（方位角が異なる）の任意の方向に反射（偏向）させるとともにＺ方向の出射面部６方向に光を反射（極角を変化）する様に導光板２の反出射面部５（裏面部）に反射面部７を設け、希望する出射面部６（表面部）の任意の位置に偏向（Ｘ−Ｙ方向およびＺ方向への３次元偏向）させる。

さらに出射面部６（表面部）に透過面部８を設け、反出射面部５の反射面部７からの反射光を出射面部６に対して略垂直方向に屈折透過し、透過面部８によって極角を偏向させて出射面部６に対して略垂直に屈折させて出射させるものであって、側面部４方向へのスライド量（方位角）や出射面部６方向に反射する反射面部７の反射角（極角）をコントロールすることができ、入射面部３の左右両端方向での出射光でも入射面部３の左右両端方向以外の反出射面部５に設けた任意の反射面部７で入射面部３の左端方向や右端方向（Ｘ−Ｙ方向）に反射（方位角を変化）させるとともに出射面部６方向に反射（極角を変化）させ、出射面部６に設けた透過面部８によって出射面部６に対して略垂直方向に屈折出射して入射面部３の左右両端方向での出射光でも入射面部に直角方向での出射光と同等の輝度を得ることができるように隅々まで均一で明るい出射光を得ることができる。

また、目的とする任意の所を集中して出射光を出射することができるため高輝度で視野角をコントロールした出射光を得ることができる導光板および平面照明装置である。

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、高輝度で斑の無い出射光を得ることができるため、例えばカーナビ等の外光が存在する所に対しても優れた出射光を得ることができる導光板、およびこの導光板を用いた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斜視図である。本発明に係る平面照明装置の略斜視図である。（ａ）〜（ｃ）本発明に係る平面照明装置の上方から見た略正面図であって、入射面部と光源の配置例を示す図である。（ａ）〜（ｃ）本発明に係る平面照明装置の下方から見た略正面図であって、反射面部の配置例を示す図である。（ａ）〜（ｅ）本発明に係る導光板の略部分図であって、反射面部の各種形状例を示す図である。（ａ）〜（ｅ）本発明に係る導光板の略部分図であって、透過面部の各種形状例を示す図である。本発明に係る簡素化した光の軌跡の論理図である。本発明に係る平面照明装置の光の軌跡の図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｃ）平面照明装置
２（２Ａ〜２Ｃ），２ｂ，２ｃ，２ｄ導光板
３入射面部
４側面部
５反出射面部
６出射面部
７（７Ａ〜７Ｅ），７ｃ，７ｄ，７ｅ反射面部
７ａ傾斜面
７ｂ空間
８（８Ａ〜８Ｅ）透過面部
８ａ傾斜面
９光源
１０反射体
１１光偏向体
１２仮想線
１３領域
Ｌ１，Ｌｓ，Ｌｒ，Ｌ０光線

Claims

光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、前記出射面部と前記反出射面部とに接続する側面部とからなる導光板において、
前記導光板の厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記入射面部から導いた前記導光板内に存在する光を前記Ｘ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、前記出射面部方向に光を反射する前記反射面部を前記反出射面部に設け、さらに前記反射面部からの反射光を前記出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を前記出射面部に設けることを特徴とする導光板。
前記反射面部は、前記入射面部から前記側面部方向に複数の仮想線を引き複数の領域に分割して設けることを特徴とする請求項１記載の導光板。
前記反射面部は、前記領域の前記仮想線に対し略直角方向の幅と同等の長さや前記領域の前記仮想線に対し略直角方向の幅よりも短い長さから成ることを特徴とする請求項２記載の導光板。
前記反射面部および前記透過面部は、平面または微細な曲率を有した曲面であることを特徴とする請求項１記載の導光板。
前記入射面部は、少なくとも１つの前記側面部または少なくとも２つの前記側面部が交わる端隅に設けることを特徴とする請求項１記載の導光板。
光源と、
前記光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、前記出射面部と前記反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記入射面部から導いた導光板内に存在する光を前記Ｘ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、前記出射面部方向に光を反射する前記反射面部を前記反出射面部に設け、さらに前記反射面部からの反射光を前記出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を前記出射面部に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。
光源と、
前記光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、前記出射面部と前記反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記入射面部から導いた導光板内に存在する光を前記Ｘ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、前記出射面部方向に光を反射する前記反射面部を前記反出射面部に設け、さらに前記反射面部からの反射光を前記出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を前記出射面部に設けた導光板と、
前記出射面部と前記入射面部以外に反射性を有する反射体とを具備したことを特徴とする平面照明装置。
光源と、
前記光源からの光を導く入射面部と、導いた光を外部に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、前記出射面部と前記反出射面部とに接続する側面部とからなり、厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、前記入射面部から導いた導光板内に存在する光を前記Ｘ−Ｙ方向の任意方向に反射するように、反射面部の法線に対する光の入射角がＳｉｎ^-1（１／ｎ）｛ｎは屈折率｝以上になる様にするとともに、前記出射面部方向に光を反射する前記反射面部を前記反出射面部に設け、さらに前記反射面部からの反射光を前記出射面部に対して略垂直方向に屈折する透過面部を前記出射面部に設けた導光板と、
前記出射面部と前記入射面部以外に反射性を有する反射体と、
前記導光板の前記出射面部の上方向に前記出射面部からの出射光を偏向する光偏向体とを具備したことを特徴とする平面照明装置。
前記反射面部は、前記反出射面部に凹状形状を有し、前記導光板の厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し前記反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し前記反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し前記反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹形状の何れかを有することを特徴とする請求項１記載の導光板。
前記透過面部は、前記出射面部と一体化され凸状形状を有し、前記導光板の厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し前記出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し前記出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し前記出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸形状の何れかを有することを特徴とする請求項１記載の導光板。
前記反射面部は、前記反出射面部に凹状形状を有し、前記導光板の厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し前記反出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し前記反出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し前記反出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凹状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記反出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凹形状の何れかを有することを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の平面照明装置。
前記透過面部は、前記出射面部と一体化され凸状形状を有し、前記導光板の厚さ方向をＺ方向、前記側面部方向をＸ−Ｙ方向とした時に、Ｚ方向の断面が三角形状を成し前記出射面部に対して対向する２つの円弧と対向する２つの直線とに囲まれる１面を有し稜が円弧な略三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し前記出射面部に対して矩形な１面を有する三角柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し前記出射面部に対して矩形な１面を有する半円柱凸状形状、またはＺ方向の断面が円弧形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸状形状、またはＺ方向の断面が三角形状を成し徐々に断面が小さくなって徐々に高さが低くなり前記出射面部に対して三角形な１面を有する半円錐凸形状の何れかを有することを特徴とする請求項６〜８の何れかに記載の平面照明装置。