JP5342939B2 - 照明用レンズ、発光装置、面光源および液晶ディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態1に係る照明用レンズついて、図面を参照しつつ説明する。図1は、実施の形態1に係る照明用レンズ1の構成図である。照明用レンズ1は、指向性を有する光源(図1では省略)と被照射面3との間に配置され、光源からの光を拡張して被照射面3に照射するものである。すなわち、照明用レンズ1によって光源の指向性が広くされる。被照射面3の照度分布は、照明用レンズ1の設計上の中心線である光軸A上が最大で周囲に行くほど略単調に減少する。なお、光源と照明用レンズ1とは、互いの光軸が合致するように配置される。
0.1<Rin/R<0.75・・・(1)
0.75<Rout/R・・・(2)
0.62<(Rout+RT)/2R<0.95・・・(3)
ただし、
Rin:凸部または凹部の内半径
Rout:凸部または凹部の外半径
RT:光軸から凸部または凹部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの距離
R:照明用レンズの最外周半径
である。
5.0°<tan-1(h/(Rout−RT))<50.0°・・・(4)
15.0°<tan-1(h/(Rout−RT))<30.0°・・・(5)
ただし、
h:底面から凸部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの高さ、または底面から凹部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの深さ
である。
図3は、本発明の実施の形態2に係る発光装置7の構成図である。この発光装置7は、光を放射する発光ダイオード2と、発光ダイオード2からの光を拡張して被照射面3に照射する、実施の形態1で説明した照明用レンズ1とを備えている。
次に実施例1の具体的な数値を表1に示す。
次に実施例2の具体的な数値を表2に示す。
次に実施例3の具体的な数値を表3に示す。
図12は、本発明の実施の形態3に係る面光源9の構成図である。この面光源9は、平面的に配置された、実施の形態2で説明した複数の発光装置7と、これらの発光装置7を覆うように配置された拡散板4とを備えている。なお、発光装置7は、図12に示すようにマトリクス状に配置されていてもよいし、千鳥状に配置されていてもよい。
図16は、本発明の実施の形態4に係る液晶ディスプレイ装置の構成図である。この液晶ディスプレイ装置は、液晶パネル5と、液晶パネル5の裏側に配置された、実施の形態3で説明した面光源9とを備えている。
10 凸部
10’ 凹部
10a,10b 側面
11 入射面
12 出射面
121 第1出射面
122 第2出射面
123 透過領域
124 全反射領域
13 底面
2 発光ダイオード(光源)
3 被照射面
4 拡散板
5 液晶パネル
6 反射板
7 発光装置
8 基板
9 面光源
A 光軸
Q 基点
Claims (11)
- 光源からの光を拡張して被照射面に照射する照明用レンズであって、
光源からの光が入射する入射面と、入射した光を出射させる、光軸に対して軸対称な出射面と、前記入射面の周囲で前記出射面と反対側を向く底面と、を備え、
前記出射面は、前記光軸上の点に向かって窪む第1出射面と、この第1出射面の周縁部から外側に広がりながら凸面を形成する第2出射面と、を有し、
前記第1出射面は、前記光軸上の前記光源の位置を基点としたときに、前記基点から放射されて当該第1出射面に到達する放射光のうち前記光軸からの角度が所定角度未満の放射光を透過させる透過領域と、前記基点から放射されて当該第1出射面に到達する放射光のうち前記光軸からの角度が前記所定角度以上の放射光を全反射する全反射領域と、を含み、
前記第2出射面は、前記基点から放射されて当該第2出射面に到達する放射光の略全量を透過させるとともに、前記全反射領域で全反射されて当該第2出射面に到達する放射光の略全量を全反射する形状を有しており、
前記底面には、前記光源からの光のうち前記出射面で全反射を繰り返して当該底面に到達する光を反射するための、互いに交わって稜線を形成する一対の側面を有する凸部または凹部が設けられており、
前記透過領域における前記第1出射面の傾きは、前記透過領域が前記光軸に近づくに従い減少する、
照明用レンズ。 - 前記凸部または凹部は、前記光軸を中心とするリング状をなしており、以下の式(1)〜(3)を満足する、請求項1に記載の照明用レンズ。
0.1<Rin/R<0.75・・・(1)
0.75<Rout/R・・・(2)
0.62<(Rout+RT)/2R<0.95・・・(3)
ただし、
Rin:凸部または凹部の内半径
Rout:凸部または凹部の外半径
RT:光軸から凸部または凹部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの距離
R:照明用レンズの最外周半径
である。 - 前記底面はフラットであり、前記底面には前記凸部が設けられており、
前記凸部は、以下の式(4)を満足する、請求項2に記載の照明用レンズ。
5.0°<tan-1(h/(Rout−RT))<50.0°・・・(4)
ただし、
h:底面から凸部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの高さ
である。 - 前記底面はフラットであり、前記底面には前記凹部が設けられており、
前記凹部は、以下の式(5)を満足する、請求項2に記載の照明用レンズ。
15.0°<tan-1(h/(Rout−RT))<30.0°・・・(5)
ただし、
h:底面から凹部の一対の側面同士が交わって形成される稜線までの深さである。 - 前記一対の側面は、双方ともテーパー面である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 前記第2出射面は、前記基点から放射される放射光を全面に亘って透過させるものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 前記第2出射面は、前記基点から放射される放射光の一部を全反射し、残りを透過させるものである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の照明用レンズ。
- 光を放射する発光ダイオードと、前記発光ダイオードからの光を拡張して被照射面に照射する照明用レンズと、を備える発光装置であって、
前記照明用レンズは、請求項1〜7のいずれか一項に記載の照明用レンズである、発光装置。 - 平面的に配置された複数の発光装置と、前記複数の発光装置を覆うように配置され、前記複数の発光装置から一方面に照射された光を他方面から拡散した状態で放射する拡散板と、を備える面光源であって、
前記複数の発光装置のそれぞれは、請求項8に記載の発光装置である、面光源。 - 前記複数の発光装置を挟んで前記拡散板と対向する基板であって前記複数の発光装置のそれぞれの前記発光ダイオードが実装された基板と、前記発光ダイオードを避けながら前記基板を覆うように前記基板上に配置された反射板と、をさらに備える、請求項9に記載の面光源。
- 液晶パネルと、前記液晶パネルの裏側に配置された請求項9または10に記載の面光源と、を備える液晶ディスプレイ装置。
照明用レンズ。
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