JP4423545B2 - 面光源装置及び導光部材 - Google Patents

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等を背面からバック照明するための面光源装置に関するものである。

従来、このような面光源装置は、例えば扁平な導光板と、この導光板の少なくとも一つの端面に沿って対向するように配置された光源と、から構成されている。
上記導光部材は、扁平な平行平板や楔形板状等の透光性材料により構成されており、その厚さが全体に亘ってほぼ均一に、または例えば光源側から徐々に薄くなるように、選定されていると共に、その下面に反射部を備え、また上面に例えばプリズムシートまたは拡散シート等から成る光拡散部を備えている。
上記光源は、例えば白色ＬＥＤ等の発光素子や他の型式の発光部から構成されている。

このような構成の面光源装置によれば、光源が駆動されると、光源から出射した光が、導光部材の対向する端面から導光部材内に入射する。
そして、導光部材内に入射した光は、その一部が直接に上面から光拡散部を介して上方に出射し、また他の一部が導光部材の下面にて反射部で反射された後、導光部材の上面から光拡散部を介して上方に出射する。

このようにして導光部材の上面から出射した光は、導光部材の上面に配置された光拡散部によって拡散された後、被照明物を背面からバック照射する。
これにより、被照明物の表面全体がほぼ均一な明るさでバック照明されることになる。

ところで、このような構成の面光源装置においては、以下のような問題がある。
即ち、導光板に入射する光は、一定の指向特性を有していることから、導光板内において、光源からの距離や導光板自体の形状に基づいて、必ずしも光強度が一定にはならない。従って、光拡散部や反射部により導光板に均一な光学性能を付与したとしても、出射する光の強度が導光板の上面全体に亘って均一にすることは困難である。

例えば特許文献１，特許文献２においては、所謂印刷レス導光板の構造が開示されている。
これらの印刷レス導光板は、その表面に一定の三次元形状を有する反射，散乱，拡散等のための光学素子が配置されていることにより、面光源としての所定の光学性能を備えるようになっている。
しかしながら、これらの印刷レス導光板においては、導光板の入射部付近において暗部が発生することから、面光源の発光品位に関して問題があった。

これに対して、特許文献３，特許文献４，特許文献５及び特許文献６においては、導光板の入射部付近における暗部を解消するようにした導光板の構造が開示されている。
これらの印刷レス導光板においては、導光板の設計の際に、発光面全体に亘って均一な発光強度となるように設計が行なわれる。

具体的には、例えば特許文献３によれば、反射，散乱，拡散等のための第一の光学素子が設けられた導光板の表面に、これらの光学素子より小さく且つ異なる光学特性を備えた第二の光学素子を設けることにより、当該導光板における第一の光学素子による光学性能を変化させるようにしている。
また、特許文献４によれば、導光板の表面に設けられた反射，散乱，拡散等のための光学素子に関して、それぞれ同一の形状を有する各光学素子の姿勢を変化させることにより、局所的な導光板内の配光分布を変化させるようにしている。

さらに、特許文献５，特許文献６によれば、導光板は、その入射部の発光面付近に対して、散乱処理を行なうことに構成されている。これにより、特に入射部の発光面付近にてより多くの光を散乱させることにより、光学性能を変化させるようにしている。
このようにして、特許文献３乃至６においては、導光板の入射部付近における暗部の発生を抑止して、発光面全体の発光強度をより一層均一化するようにしている。
特開２０００−２２１３２９号 特開２００２−０５０２１９号 特開２００１−０３５２２４号 特開２００３−１３１０４０号 特開２００３−１３２７２３号 特開２００３−１４１９１９号

ところで、上記各特許文献３乃至６においては、以下のような問題がある。
即ち、特許文献３による導光板においては、導光板の表面における第一の光学素子の単位面積当たりの密度が低い場合には、第二の光学素子の密度も低くなる。従って、第二の光学素子自体が十分な光学性能を備えていたとしても、発光面全体の光学性能を向上させるには至らない。

また、特許文献４による導光板においては、各光学素子の姿勢を変化させて、その反射，散乱または拡散により、所望の光学性能を得るようになっているが、各光学素子による反射，散乱または拡散の性質によっては、個々の光学素子の姿勢の変化により所望の光学性能を得ることが困難であり、面光源の発光品位を向上させることができない。

さらに、特許文献５及び６による導光板においては、導光板の入射部の発光面付近を散乱処理する際に、発光品位を調整するために、導光板の発光面ではない領域にも散乱処理が行なわれている。しかしながら、このような散乱処理は、意図的に所望の光学性能を実現するように調整され得るものではなく、実際には、現物合わせで散乱処理の程度をコントロールしているに過ぎない。従って、所望の光学性能を得ることは困難であり、面光源の発光品位を向上させることができない。

本発明は、以上の点から、簡単な構成により、容易に且つ任意に光学性能を変化させて、面光源の発光品位を向上させ得るようにした、面光源装置及び導光部材を提供することを目的としている。

上記目的は、本発明の第一の構成によれば、扁平な平行平板や楔形板状等の透光性材料から成る導光部材と、この導光部材の少なくとも一つの端面に対向して配置された光源と、を含んでおり、上記導光部材が、上方または下方の光出射面または反対側の面に分散配置された複数個の光を反射，散乱または拡散させる光学素子を備えていて、上記光源からの光が導光部材の一側の端面から入射し、上記各光学素子により反射，散乱または拡散されて、光出射面から出射して、被照明物を均一に照明する、面光源装置であって、上記各光学素子が、互いに大きさ，形状または表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成され、各種類の光学素子が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて互いに独立的にそれぞれが所定の様式に基づいて分散配置され、各種類の光学素子の少なくとも一部が他の種類の光学素子と干渉し、その干渉している部分が、形状的に反転して形成されていることを特徴とする、面光源装置により、達成される。

本発明による面光源装置は、好ましくは、上記導光部材が、上方または下方の光出射面または反対側の面にて、上記光学素子と重ねて、入射面に平行に並んで配置された畝状のプリズム部を備えている。

上記目的は、本発明の第二の構成によれば、扁平な平行平板や楔形板状等の透光性材料から成り、上方または下方の光出射面または反対側の面に分散配置された複数個の光を反射，散乱または拡散させる光学素子を備えており、その少なくとも一つの端面に対向して配置された光源からの光が当該端面から入射することにより、上記光学素子により反射，散乱または拡散されて、光出射面から出射して、被照明物を均一に照明するような面光源装置のための導光部材であって、上記各光学素子が、互いに大きさ，形状または表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成され、各種類の光学素子が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて互いに独立的にそれぞれが所定の様式に基づいて分散配置され、各種類の光学素子の少なくとも一部が他の種類の光学素子と干渉し、その干渉している部分が、形状的に反転して形成されていることを特徴とする、面光源装置のための導光部材により達成される。

上記第一の構成によれば、光源から出射した光が、導光部材の対向する端面から入射して、導光部材の他側の端面に向かって進む。その際、光の一部が直接に光出射面から出射すると共に、他の一部が、導光部材の上面または下面に設けられた光学素子により反射，散乱または拡散された後、導光部材の光出射面から出射する。そして、導光部材の光出射面から出射するこれらの光が、その光出射面に対向して配置された例えば液晶表示装置等の被照明物を背面からバック照明することができる。

この場合、導光部材の上面または下面に複数個の光学素子が配置されていると共に、これらの光学素子が、互いに大きさ，形状または表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成されていることにより、上記導光部材の上面または下面にて光学素子に入射する光は、各種類の光学素子によりそれぞれ互いに独立的に反射，散乱または拡散されることになる。
従って、上記導光部材の上面または下面にて光学素子に入射する光は、一種類の光学素子によって画一的に反射，散乱または拡散するのではなく、複数種類の光学素子によって多様に反射，散乱または拡散されることになるので、導光部材の光出射面から出射する光が、光出射面全体に亘ってより一層均一な発光強度を備えることになる。

各種類の光学素子が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて独立的に分散配置されている場合には、各種類の光学素子が他の種類の光学素子の配置に依存することなく、独立的に配置されることによって、各種類の光学素子によって光がそれぞれ反射，散乱または拡散されることになり、光学素子に入射する光が多様に反射，散乱または拡散されることになる。

各種類の光学素子の少なくとも一部が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて他の種類の光学素子と干渉しており、その干渉している部分が、形状的に反転して形成されている場合には、各種類の光学素子が他の種類の光学素子の配置に依存することなく、独立的に配置されると共に、例えば一つの種類の光学素子の一部が他の種類の光学素子と干渉した場合には、その干渉している部分が形状的に反転して形成されることにより、その反射，散乱または拡散という光学機能が損なわれることがない。従って、各種類の光学素子が、他の種類の光学素子に縁強されるようなことはなく、それぞれ所定の光学機能を果たすことになる。

各種類の光学素子が、それぞれ所定の様式で配列されている場合には、各種類の光学素子によって、入射光がそれぞれ所定の様式により多様に反射，散乱または拡散されることになり、全体としてより一層均一な発光面が得られることになる。

上記導光部材が、上方または下方の光出射面または反対側の面にて、上記光学素子と重ねて、入射面に平行に並んで配置された畝状のプリズム部を備えている場合には、さらにこのプリズム部によって、導光部材の入射面から反対側に向かう方向に関して、光が拡散されることによって、より一層均一化された発光強度が得られることになる。

また、上記第二の構成によれば、この導光部材を使用して、その少なくとも一つの端面に対向して光源を配置することにより面光源装置を構成すると、上述した第一の構成の場合と同様にして、光源から出射した光が、導光部材の対向する端面から入射して、導光部材の他側の端面に向かって進む。その際、光の一部が直接に光出射面から出射すると共に、他の一部が、導光部材の上面または下面に設けられた光学素子により反射，散乱または拡散された後、導光部材の光出射面から出射する。そして、導光部材の光出射面から出射するこれらの光が、その光出射面に対向して配置された例えば液晶表示装置等の被照明物を背面からバック照明することができる。

そして、導光部材の上面または下面に複数個の光学素子が配置されていると共に、これらの光学素子が、互いに大きさ，形状または表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成されていることにより、上記導光部材の上面または下面にて光学素子に入射する光は、各種類の光学素子によりそれぞれ互いに独立的に反射，散乱または拡散されることになる。従って、上記導光部材の上面または下面にて光学素子に入射する光は、一種類の光学素子によって画一的に反射，散乱または拡散するのではなく、複数種類の光学素子によって多様に反射，散乱または拡散されることになるので、導光部材の光出射面から出射する光が、光出射面全体に亘ってより一層均一な発光強度を備えることになる。

このようにして、本発明によれば、簡単な構成により、容易に光出射面全体に亘って均一な発光面が得られることになるので、導光部材の発光面の入射側にて暗部が形成されるようなことはなく、この発光面に対向して配置される被照明物がより均一にバック照明され得ることになる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図２２を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１は、本発明による導光部材を備えた面光源装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、面光源装置１０は、バック照明用の光源装置であって、導光部材１１と、光源１２と、導光部材１１の下方に配置された反射部材１３と、から構成されている。

上記導光部材１１は、アクリル樹脂等の透明樹脂や透明ガラス等の透光性材料から構成されており、例えば所定の厚さで扁平な直方体状に形成されている。
さらに、上記導光部材１１は、その一側の端面１１ａが光源１２からの光が入射する入射面として構成されていると共に、その下面に、光を反射，散乱または拡散する複数個の光学素子１４が、例えば印刷，エッチング等により形成されており、またその上面は、図示しないプリズム面として形成されている。

ここで、上記光学素子１４は、図２に示すように、互いに大きさの異なる二種類の光学素子１５及び１６から構成されている。
このうち、第一の光学素子１５は、例えば図３に示すように、横断面が比較的大型の正方形に形成され、また第二の光学素子１６は、例えば図４に示すように、横断面が比較的小型の円形に形成されている。
上記第一及び第二の光学素子１５，１６は、図示の場合、より詳細には、何れも上方に向かって細く成るような凸状の扁平な四角錐台または円錐台として形成されている。
尚、上記第一及び第二の光学素子１５，１６は、実際には光学設計に基づいて、所望の光学性能を発揮するように、大きさ，形状及び表面状態を決定することにより設定される。その際、第一及び第二の光学素子１５，１６は、大きさ，形状または表面状態の違いによって、互いに異なる種類の光学素子として形成されるようになっている。

そして、上記第一の光学素子１５は、図５の平面図にて輪郭で示されているように、導光部材１１の下面にて、所定の様式で、例えば所定のアルゴリズムに基づいて配列されており、全体の形状を把握しやすいように、図６の平面図では、凸部が黒く塗り潰されている。
同様に、上記第二の光学素子１６は、図７の平面図にて輪郭で示されているように、導光部材１１の下面にて、所定の異なる様式で配列されており、全体の形状を把握しやすいように、図８の平面図では、凸部が黒く塗り潰されている。

さらに、第一の光学素子１５と第二の光学素子１６とが互いに独立的にそれぞれの様式に基づいて配置されていることにより、図２に示されているように、第一の光学素子１５は、第二の光学素子１６の一部と干渉することになる。
この場合、互いに干渉する部分において、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が共に凸状であると、図９及び図１０に示すように、より小さい第二の光学素子１６が第一の光学素子１５の凸状部分に埋もれてしまい、第二の光学素子１６が形成されないのと同じ状態になってしまう。

これに対して、第一の光学素子１５が凸状であって、第二の光学素子１６が凹状に形成されていると、図１１及び図１２に示すように、第一の光学素子１５以外の領域にて、より小さい第二の光学素子１６が導光部材１１の表面に埋もれてしまうことになり、同様にして第二の光学素子１６が形成されないのと同じ状態になってしまう。

これに対して、互いに干渉する部分において、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が共に凹状であると、図１３及び図１４に示すように、より小さい第二の光学素子１６が第一の光学素子１５の凹状部分に埋もれてしまい、第二の光学素子１６が形成されないのと同じ状態になってしまう。
これに対して、第一の光学素子１５が凹状であって、第二の光学素子１６が凸状に形成されていると、図１５及び図１６に示すように、第一の光学素子１５以外の領域にて、より小さい第二の光学素子１６が導光部材１１の表面に埋もれてしまうことになり、同様にして第二の光学素子１６が形成されないのと同じ状態になってしまう。

このため、本発明実施形態では、基本的に第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６は凸状に形成されていると共に、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が互いに干渉する部分においては、図１７及び図１８に示すように、第二の光学素子１６が、形状的に反転されることにより、凹状に形成されている。

上記光源１２は、例えば冷陰極管，ＬＥＤアレイ等の線状光源として構成されており、上記導光部材１１の一側の端面１１ａに沿って対向するように配置されている。
上記反射部材１３は、上記導光部材１１の下面全体に対向して配置されており、その内面が反射面として形成されている。
これにより、導光部材１１の下面から下方に出射した光が、反射部材１３により反射されて、再び導光部材１１内に戻るようになっている。

本発明実施形態による面光源装置１０は、以上のように構成されており、光源１２から出射した光は、導光部材１１の一側の端面１１ａから導光部材１１内に入射する。
そして、導光部材１１内に入射した光は、導光部材１１の内部に沿って他側１１ｂに向かって進む。その際、光の一部が、導光部材１１の下面に形成された光学素子１４に入射して、反射，散乱または拡散されると共に、導光部材１１の下方の反射部材１３により反射され、再び導光部材１１内に入射した後、導光部材１１の上面から上方に向かって、出射する。

この場合、導光部材１１の下面に形成された光学素子１４が、比較的大きい第一の光学素子１５と比較的小さい第二の光学素子１６から構成されていることにより、上記光学素子１４に入射した光は、それぞれ第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６により互いに独立的に反射，散乱または拡散されることになる。 従って、上記導光部材１１の下面にて光学素子１４に入射する光は、二種類の光学素子１５，１６によって多様に反射，散乱または拡散されることになるので、導光部材１１の光出射面である上面から出射する光が、光出射面全体に亘ってより一層均一な発光強度を備えることになる。

さらに、上記第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が互いに干渉する部分においては、第二の光学素子１６が形状的に反転して凹状に形成されていることから、第二の光学素子１６が第一の光学素子１５内に埋もれてしまうようなことがなく、所定の様式即ち所望の密度で配置されることになるので、所定の光学性能を発揮することができる。

このようにして、本発明実施形態による面光源装置１０によれば、導光部材１１内に入射する光が、それぞれ所定の様式で配置された第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６によって、多様に反射，散乱または拡散されることによって、光出射面即ち発光面全体に亘ってより均一な光度分布が得られることになる。

ここで、上述した面光源装置１０と従来の面光源装置における輝度ムラの比較例を説明する。
例えば、発光面側にプリズム構造を備えると共に、下面に例えば１００μｍ角の第一の光学素子１５のみを備えた従来構造の導光部材Ａと、この導光部材Ａの下面に、上記第一の光学素子１５に加えて、１０μｍ角の第二の光学素子１６を光源側から高さ４０ｍｍ程度の範囲に密度のグラデーションを有するように備えた本発明実施形態による導光部材Ｂを考える。
このような構成の導光部材Ａ及びＢの発光面における輝度ムラは、それぞれ図１９及び図２０に示すようになる。
ここで、図１９において、従来構造の導光部材Ａは、光源側に暗部ａが発生していることが分かる。
これに対して、図２０においては、本発明実施形態による導光部材Ｂは、光源側の暗部が改善され、殆ど暗部を確認することができなくなっていることが分かる。

図２１及び図２２は、本発明による面光源装置の第二の実施形態の要部の構成を示している。
この第二の実施形態による面光源装置２０は、図１乃至図１８に示した面光源装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。

上記面光源装置２０は、その第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が基本的に凹状に形成されていると共に、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が互いに干渉する部分においては、図２１及び図２２に示すように、第二の光学素子１６が、形状的に反転されることにより、凸状に形成されている。

このような構成の面光源装置２０によれば、図１乃至図１８に示した面光源装置１０と同様に作用することになる。
その際、上記第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が互いに干渉する部分においては、第二の光学素子１６が形状的に反転して凸状に形成されていることから、第二の光学素子１６が第一の光学素子１５内に埋もれてしまうようなことがなく、所定の様式即ち所望の密度で配置されることになるので、所定の光学性能を発揮することができる。

図２３及び図２４は、本発明による面光源装置の第三の実施形態の要部の構成を示している。
この第三の実施形態による面光源装置３０は、図２１及び図２２に示した面光源装置２０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置３０は、導光部材１１の下面に、前述した光学素子１４に重ねて、入射面と平行に並んで畝状に延びるプリズム部３１を備えている。
そして、光学素子１４については、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が基本的に凹状に形成されていると共に、第一の光学素子１５及び第二の光学素子１６が互いに干渉する部分においては、図２３及び図２４に示すように、第二の光学素子１６が、形状的に反転されることにより、凸状に形成されている。

このような構成の面光源装置３０によれば、図２１及び図２２に示した面光源装置２０と同様に作用することになると共に、導光部材１１の下面にさらに光学素子１４に重ねて、プリズム部３１が形成されていることによって、導光部材１１の下面に入射した光は、プリズム部３１による光学作用によって、導光部材１１の入射面１１ａから反対側に向かう方向に関して、より一層拡散されることになる。
従って、導光部材１１の発光面の入射面側における暗部の形成がより一層確実に抑制され得ることになる。

図２５は、本発明による面光源装置の第四の実施形態の要部の構成を示している。
この第四の実施形態による面光源装置４０は、図１乃至図１８に示した面光源装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置４０は、面光源装置１０におけるほぼ正方形の横断面の第一の光学素子１５及び円形の横断面の第二の光学素子１６から成る光学素子１４の代わりに、光学素子４１を備えている。

上記光学素子４１は、図示の場合、横断面が比較的大型の正方形に形成された第一の光学素子４２と、横断面が比較的小型の正方形に形成された第二の光学素子４３と、から構成されている。
さらに、上記第一の光学素子４２及び第二の光学素子４３は、凸状に形成されていると共に、第一の光学素子４２及び第二の光学素子４３が互いに干渉する部分においては、図１７及び図１８に示したと同様に、第二の光学素子４３が、形状的に反転されることにより、凹状に形成されている。
このような構成の面光源装置４０によれば、図１乃至図１８に示した面光源装置１０と同様に作用することになる。

図２６は、本発明による面光源装置の第五の実施形態の要部の構成を示している。
この第五の実施形態による面光源装置５０は、図１乃至図１８に示した面光源装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置５０は、面光源装置１０におけるほぼ正方形の横断面の第一の光学素子１５及び円形の横断面の第二の光学素子１６から成る光学素子１４の代わりに、光学素子５１を備えている。

上記光学素子５１は、図示の場合、横断面が比較的大型の円形に形成された第一の光学素子５２と、横断面が比較的小型の円形に形成された第二の光学素子５３と、から構成されている。
さらに、上記第一の光学素子５２及び第二の光学素子５３は、凸状に形成されていると共に、第一の光学素子５２及び第二の光学素子５３が互いに干渉する部分においては、図１７及び図１８に示したと同様に、第二の光学素子５３が、形状的に反転されることにより、凹状に形成されている。
このような構成の面光源装置５０によれば、図１乃至図１８に示した面光源装置１０と同様に作用することになる。

図２７は、本発明による面光源装置の第六の実施形態の要部の構成を示している。
この第六の実施形態による面光源装置６０は、図１乃至図１８に示した面光源装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置６０は、面光源装置１０におけるほぼ正方形の横断面の第一の光学素子１５及び円形の横断面の第二の光学素子１６から成る光学素子１４の代わりに、光学素子６１を備えている。

上記光学素子６１は、図示の場合、横断面が比較的大型の六角形に形成された第一の光学素子６２と、横断面が比較的小型の円形に形成された第二の光学素子６３と、から構成されている。
さらに、上記第一の光学素子６２及び第二の光学素子６３は、凸状に形成されていると共に、第一の光学素子６２及び第二の光学素子６３が互いに干渉する部分においては、図１７及び図１８に示したと同様に、第二の光学素子６３が、形状的に反転されることにより、凹状に形成されている。
このような構成の面光源装置６０によれば、図１乃至図１８に示した面光源装置１０と同様に作用することになる。

図２８は、本発明による面光源装置の第七の実施形態の要部の構成を示している。
この第七の実施形態による面光源装置７０は、図１乃至図１８に示した面光源装置１０とほぼ同様の構成であるので、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。
上記面光源装置７０は、面光源装置１０におけるほぼ正方形の横断面の第一の光学素子１５及び円形の横断面の第二の光学素子１６から成る光学素子１４の代わりに、光学素子７１を備えている。

上記光学素子７１は、図示の場合、横断面が比較的大型の正方形に形成された第一の光学素子７２と、横断面が比較的小型の円形に形成された第二の光学素子７３と、横断面が中程度の大きさの六角形に形成された第三の光学素子７４と、から構成されている。
さらに、上記第一の光学素子７２，第二の光学素子７３そして第三の光学素子７４は、それぞれ凸状に形成されていると共に、第一の光学素子７２，第二の光学素子７３及び第三の光学素子７３が互いに干渉する部分においては、図１７及び図１８に示したと同様に、第二の光学素子７３または第三の光学素子７４が、それより大きい第一の光学素子７２または第二の光学素子７３に対して、形状的に反転されることにより、凹状に形成されている。

このような構成の面光源装置７０によれば、図１乃至図１８に示した面光源装置１０と同様に作用することになると共に、光学素子７１が三段階の大きさの光学素子７２，７４，７３により構成されていることから、上記導光部材１１の下面にて光学素子７１に入射する光は、三種類の光学素子７２，７４，７３によってより一層多様に反射，散乱または拡散されることになるので、導光部材１１の光出射面である上面から出射する光が、光出射面全体に亘ってさらに均一な発光強度を備えることになる。

上述した実施形態においては、光学素子１４は、導光部材１１の下面に形成されているが、これに限らず、導光部材１１の上面または上下両面に形成されていてもよい。
また、上述した実施形態においては、光学素子１４，４１，５１，６１，７１のうち、第一の光学素子１５，４２，５２，６２，７２及び第二の光学素子１６，４３，５３，６３，７３そして第三の光学素子７４がそれぞれ互いに大きさの異なる凸状または凹状の正方形，円形または六角形の横断面を有するように形成されているが、これに限らず、各光学素子１５，１６，４２，４３，５２，５３，６２，６３，７２，７３，７４は、互いに異なる光学性能を発揮するように、大きさ，形状または表面状態が異なるように形成されていてもよい。
特に、各光学素子の横断面形状に関しては、正多角形や円形だけでなく、長方形や任意の多角形であってもよい。

また、上述した実施形態においては、光学素子１４，４１，５１，６１，７１は、二種類または三種類の大きさ及び形状の異なる光学素子１５，１６，４２，４３，５２，５３，６２，６３，７２，７３，７４から構成されているが、これに限らず、四種類以上の大きさ，形状または表面状態が異なる光学素子から構成されていてもよい。
さらに、上述した実施形態においては、導光部材１１の下方に反射部材１３が配置されているが、これに限らず、反射部材１３が省略されてもよく、その際好ましくは導光部材１１の光学素子１５，１６を含む下面全体が反射面として構成されていてもよい。

本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１の面光源装置における導光部材の底面図である。 図２の導光部材の下面に形成された第一の光学素子の概略斜視図である。 図２の導光部材の下面に形成された第二の光学素子の概略斜視図である。 図３の第一の光学素子のみを輪郭で示した導光部材の底面図である。 図３の第一の光学素子のみを黒塗りで示した導光部材の底面図である。 図３の第二の光学素子のみを輪郭で示した導光部材の底面図である。 図３の第二の光学素子のみを黒塗りで示した導光部材の底面図である。 図３の第一の光学素子及び第二の光学素子の干渉状態の一例を示す導光部材の底面図である。 図９の干渉状態を示す概略斜視図である。 図３の第一の光学素子及び第二の光学素子の干渉状態の他の例を示す導光部材の底面図である。 図１１の干渉状態を示す概略斜視図である。 図３の第一の光学素子及び第二の光学素子の干渉状態のさらに他の例を示す導光部材の底面図である。 図１３の干渉状態を示す概略斜視図である。 図３の第一の光学素子及び第二の光学素子の干渉状態の別の例を示す導光部材の底面図である。 図１５の干渉状態を示す概略斜視図である。 図１の面光源装置における干渉部分での反転して形成された第二の光学素子を備えた導光部材の底面図である。 図１７の反転した第二の光学素子を示す概略斜視図である。 従来構造による導光部材の輝度ムラを示す概略平面図である。 図１の面光源装置における導光部材の輝度ムラを示す概略平面図である。 本発明による面光源装置の第二の実施形態における干渉部分での反転して形成された第二の光学素子を備えた導光部材の底面図である。 図２１の反転した第二の光学素子を示す概略斜視図である。 本発明による面光源装置の第三の実施形態における干渉部分での反転して形成された第二の光学素子を備えた導光部材の底面図である。 図２１の反転した第二の光学素子を示す概略斜視図である。 本発明による面光源装置の第四の実施形態における導光部材の底面図である。 本発明による面光源装置の第五の実施形態における導光部材の底面図である。 本発明による面光源装置の第六の実施形態における導光部材の底面図である。 本発明による面光源装置の第七の実施形態における導光部材の底面図である。

符号の説明

１０ 面光源装置
１１ 導光部材
１１ａ 端面（入射面）
１１ｂ 他側
１２ 光源
１３ 反射部材
１４，４１，５１，６１，７１ 光学素子
１５，４２，５２，６２，７２ 第一の光学素子
１６，４３，５３，６３，７３ 第二の光学素子
２０ 面光源装置
３０ 面光源装置
３１ プリズム部
７３ 第三の光学素子

Claims (3)

1. 扁平な平行平板や楔形板状等の透光性材料から成る導光部材と、この導光部材の少なくとも一つの端面に対向して配置された光源と、を含んでおり、上記導光部材が、上方または下方の光出射面または反対側の面に分散配置された複数個の光を反射，散乱または拡散させる光学素子を備えていて、上記光源からの光が導光部材の一側の端面から入射し、上記各光学素子により反射，散乱または拡散されて、光出射面から出射して、被照明物を均一に照明する、面光源装置であって、上記各光学素子が、互いに大きさ、形状又は表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成され、各種類の光学素子が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて互いに独立的にそれぞれが所定の様式に基づいて分散配置され、各種類の光学素子の少なくとも一部が他の種類の光学素子と干渉し、その干渉している部分が、形状的に反転して形成されていることを特徴とする、面光源装置。
2. 上記導光部材が、上方または下方の光出射面または反対側の面にて、上記光学素子と重ねて、入射面に平行に並んで配置された畝状のプリズム部を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
3. 扁平な平行平板や楔形板状等の透光性材料から成り、上方または下方の光出射面または反対側の面に分散配置された複数個の光を反射，散乱または拡散させる光学素子を備えており、その少なくとも一つの端面に対向して配置された光源からの光が当該端面から入射することにより、上記光学素子により反射，散乱または拡散されて、光出射面から出射して、被照明物を均一に照明するような面光源装置のための導光部材であって、
   上記各光学素子が、互いに大きさ，形状または表面状態の異なる複数種類の光学素子から構成され、各種類の光学素子が、それぞれ上記導光部材の上面または下面にて互いに独立的にそれぞれが所定の様式に基づいて分散配置され、各種類の光学素子の少なくとも一部が他の種類の光学素子と干渉し、その干渉している部分が、形状的に反転して形成されていることを特徴とする、面光源装置のための導光部材。

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