JP5342940B2 - Lighting lens, light emitting device, surface light source, and liquid crystal display device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば発光ダイオード等の光源の指向性を広くする照明用レンズ、およびこの照明用レンズを用いた照明装置に関する。さらに、本発明は、複数の照明装置を備える面光源、およびこの面光源がバックライトとして液晶パネル後方に配置された液晶ディスプレイ装置に関する。 The present invention relates to an illumination lens that widens the directivity of a light source such as a light emitting diode, and an illumination device using the illumination lens. Furthermore, the present invention relates to a surface light source including a plurality of illumination devices, and a liquid crystal display device in which the surface light source is disposed behind a liquid crystal panel as a backlight.
従来の大型の液晶ディスプレイ装置のバックライトでは、冷陰極管が液晶パネル直下に多数配置され、これらの冷陰極管が拡散板や反射板等の部材と共に使われていた。近年では、バックライトの光源として発光ダイオードが使用されるようになっている。発光ダイオードは近年効率が向上し、蛍光灯に変わる消費電力の少ない光源として期待されている。また液晶ディスプレイ装置用の光源としては映像に応じて発光ダイオードの明暗を制御することで液晶ディスプレイ装置の消費電力を下げることができる。 In the backlight of a conventional large-sized liquid crystal display device, a large number of cold cathode tubes are arranged directly under the liquid crystal panel, and these cold cathode tubes are used together with members such as a diffusion plate and a reflecting plate. In recent years, a light emitting diode has been used as a light source of a backlight. Light-emitting diodes have been improved in efficiency in recent years, and are expected as light sources with low power consumption instead of fluorescent lamps. As a light source for the liquid crystal display device, the power consumption of the liquid crystal display device can be reduced by controlling the brightness of the light emitting diodes according to the image.
液晶ディスプレイ装置の発光ダイオードを光源とするバックライトでは、冷陰極管の代わりに多数の発光ダイオードを配置することとなる。多数の発光ダイオードを用いることでバックライト表面で均一な明るさを得ることができるが、発光ダイオードが多数必要で安価にできない問題があった。1個の発光ダイオードの出力を大きくし、発光ダイオードの使用する個数を減らす取り組みがなされており、例えば特許文献1では、少ない個数の発光ダイオードでも均一な面光源が得られるようにするレンズが提案されている。
In a backlight using light emitting diodes of a liquid crystal display device as a light source, a large number of light emitting diodes are arranged instead of cold cathode tubes. Although a uniform brightness can be obtained on the surface of the backlight by using a large number of light emitting diodes, there is a problem that a large number of light emitting diodes are necessary and cannot be made inexpensive. Efforts have been made to increase the output of one light emitting diode and reduce the number of light emitting diodes used. For example,
少ない個数の発光ダイオードで均一な面光源を得るためには、1個の発光ダイオードが照明する被照明領域を大きくする必要がある。すなわち発光ダイオードからの光を拡張して指向性を広くすることが必要である。このために特許文献1では、チップ状の発光ダイオードの指向性を制御する平面視で円形状のレンズを発光ダイオードの上に配置している。このレンズの形状は、光を出射させる出射面における光軸近傍部分が凹面となっており、その外側部分が凹面と連続する凸面となっている。
In order to obtain a uniform surface light source with a small number of light emitting diodes, it is necessary to enlarge the illuminated area illuminated by one light emitting diode. That is, it is necessary to expand the light from the light emitting diode to widen the directivity. Therefore, in
また、特許文献2には、より均一な面光源を得るためのレンズとして、レンズの出射面でフレネル反射して入射面側に戻る反射光を全反射により再度反射して被照射面に向かわせるレンズが提案されている。
In
発光ダイオードでは、発光ダイオードのチップの正面方向に最も多くの光が発光しており、特許文献1に開示されたレンズでは、光軸近傍の凹面でチップからの正面方向に向かう光を屈折により発散させている。これにより、被照射面における光軸近傍の照度を抑えて広がりのある照度分布にすることができる。
In the light emitting diode, most light is emitted in the front direction of the chip of the light emitting diode, and in the lens disclosed in
しかしながら、特許文献1のレンズでは、光源からの光を屈折させる必要性から凹面と凸面との間の高低差をある程度小さく抑える必要があり、光源の指向性を広くするには限界がある。この点は、特許文献2のレンズでも、屈折によってチップからの光の配光化を図るものであるため、同様である。
However, in the lens of
本発明は、光源の指向性をより広くすることが可能な照明用レンズを提供するとともに、この照明用レンズを含む発光装置、面光源、および液晶ディスプレイ装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an illumination lens capable of further widening the directivity of a light source, and to provide a light emitting device, a surface light source, and a liquid crystal display device including the illumination lens.
前記目的を達成するために、本発明の発明者らは、発光ダイオードのチップの正面方向に行く、強い光を如何に周囲に配光するかが指向性をより広くするために重要であると考え、意図的に全反射を使って発光ダイオードのチップの正面方向に行く光を周囲に配光することを思い付いた。そこで、本発明の発明者らは、次のような照明用レンズを考え出した。 In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention believe that how to distribute strong light around the light-emitting diode chip in the front direction is important for widening the directivity. The idea came up with the intentional distribution of light going in front of the LED chip using total internal reflection. Therefore, the inventors of the present invention have devised the following illumination lens.
その照明用レンズは、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り、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、を備えている。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、を有している。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、を含んでいる。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形状を有している。 The illumination lens is an illumination lens that expands light from a light source and irradiates a surface to be irradiated. An illumination surface on which light from the light source enters and an axis with respect to an optical axis that emits the incident light. A symmetric emission surface. The exit surface includes a first exit surface that is recessed toward a point on the optical axis, and a second exit surface that forms a convex surface while spreading outward from the peripheral edge of the first exit surface. . The first emission surface has a predetermined angle from the optical axis among the radiated light radiated from the base point and reaching the first emission surface when the position of the light source on the optical axis is a base point. A transmissive region that transmits less radiated light, and a total reflection region that totally reflects radiated light that is emitted from the base point and reaches the first exit surface with an angle from the optical axis equal to or greater than the predetermined angle. And. The second emission surface has a shape that transmits substantially the entire amount of radiation emitted from the base point and reaching the second emission surface.
この照明用レンズによれば、全反射を積極的に利用することで、光源の指向性をより広くすることができる。ところで、この照明用レンズでは、図12に示すように、出射面112における第1出射面の全反射領域で全反射した光は、第1出射面の外側にある第2出射面でも全反射を繰り返し、入射面111側に戻るものもある。このように入射面111側に戻る光は、入射面111を透過し、入射面111と対向する部材130(例えば、基板)で反射されて被照射面に向かうようになる。この場合、部材130で反射されて被照射面に向かう光は、図12に示すように光軸から離れる方向に進んだり光軸に近づく方向に進んだりする。被照射面における照度分布をより広がりのあるものにするためには、入射面111側に戻る光を制御して被照射面上の所定位置に導くことが効果的である。本発明はこのような観点からなされたものである。
According to this illumination lens, the directivity of the light source can be made wider by positively utilizing total reflection. By the way, in this illumination lens, as shown in FIG. 12, the light totally reflected in the total reflection region of the first emission surface on the
すなわち、本発明は、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、前記出射面と連続する反転面であって前記出射面の周縁から内側に巻き込みながら前記入射面の周縁につながる反転面と、を有し、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、前記反転面は、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反転面に到達する光を全反射により前記第1出射面に導く形状を有している、照明用レンズを提供する。 That is, the present invention is an illumination lens for extending light from a light source to irradiate a surface to be irradiated, the incident surface on which light from the light source is incident, and an optical axis for emitting the incident light. An exit surface that is axially symmetric, and an inversion surface that is continuous with the exit surface and is connected to the periphery of the entrance surface while being wound inwardly from the periphery of the exit surface, and the exit surface includes the light A first exit surface that is recessed toward a point on the axis, and a second exit surface that forms a convex surface while spreading outward from the peripheral edge of the first exit surface, Transmission through which radiated light having an angle from the optical axis less than a predetermined angle among radiated light radiated from the base point and reaching the first emission surface when the position of the light source on the optical axis is used as a base point Of the radiated light radiated from the region and the base point and reaching the first emission surface A total reflection region that totally reflects the emitted light whose angle from the optical axis is equal to or greater than the predetermined angle, and the second emission surface is radiated from the base point and reaches the second emission surface. It has a shape that transmits substantially the entire amount and totally reflects the entire amount of the radiated light that is totally reflected by the total reflection region and reaches the second emission surface. The illumination lens has a shape that guides light reaching the inversion surface by repeating total reflection on the output surface to the first output surface by total reflection.
ここで、「略全量」とは、全量の90%以上のことをいい、全量であってもよいし全量よりも僅かに少ない量であってもよい。 Here, “substantially total amount” means 90% or more of the total amount, and may be the total amount or a slightly smaller amount than the total amount.
また、本発明は、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、上記の照明用レンズである、発光装置を提供する。 Further, the present invention is a light emitting device comprising: a light emitting diode that emits light; and an illumination lens that expands light from the light emitting diode and irradiates a surface to be irradiated. Provided is a light-emitting device that is an illumination lens.
さらに、本発明は、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、上記の発光装置である、面光源を提供する。 Furthermore, the present invention provides a plurality of light emitting devices arranged in a plane and a state in which light emitted from one surface of the plurality of light emitting devices is diffused from the other surface. A surface light source comprising: a diffuser plate that radiates at a plurality of light emitting devices, wherein each of the plurality of light emitting devices provides the surface light source.
また、本発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの裏側に配置された上記の面光源と、を備える液晶ディスプレイ装置を提供する。 Moreover, this invention provides a liquid crystal display device provided with a liquid crystal panel and said surface light source arrange | positioned at the back side of the said liquid crystal panel.
本発明によれば、光源の指向性をより広くすることができる。さらに、本発明によれば、入射面側に戻る光も反転面によって被照射面上の所定位置に導くことができ、被照射面における照度分布をより広がりのあるものにすることができる。 According to the present invention, the directivity of the light source can be made wider. Furthermore, according to the present invention, the light returning to the incident surface side can also be guided to a predetermined position on the irradiated surface by the reversing surface, and the illuminance distribution on the irradiated surface can be made wider.
(実施の形態1)
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20と被照射面3との間に配置され、光源20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20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。
(Embodiment 1)
The illumination lens according to
具体的に、照明用レンズ1は、光源20からの光が入射する入射面11と、入射した光を出射させる出射面12とを有している。入射面11は、光軸Aが延びる光軸方向から見たときに出射面12よりも十分小さな大きさに設定されている。また、照明用レンズ1は、出射面12と連続する反転面15であって、出射面12の周縁から内側に巻き込みながら、すなわち法線方向を徐々に入射面11側に倒しながら入射面11の周縁につながる反転面15を有している。
Specifically, the
出射面12は光軸Aに対して軸対称である。本実施形態では、入射面11も光軸Aに対して軸対称である。すなわち、入射面11の中心領域11aとその周囲の環状領域11bとが同一平面上に位置していて、入射面11の中心領域11aが光源20と光学的に接合されるようになっている。なお、入射面11は、光軸Aに対して軸対象である必要はない。例えば、中心領域11aが光源20に対応する形状(例えば矩形状)で窪んでいて、その窪みに光源20が嵌り込むようになっていてもよい。また、中心領域11aは、必ずしも光源20と直接接合される必要はなく、例えば光源20との間に空気層が形成されるように半球状に窪んでいてもよい。
The
光源20からの光は、入射面11から照明用レンズ1内に入射した後に出射面12から出射されて、被照射面3に到達する。光源20から放射される光は、出射面12の作用で拡張され、被照射面3の広い範囲に到達するようになる。
The light from the
光源20としては、例えば発光ダイオードを採用することができる。発光ダイオードは矩形板状のチップであることが多く、照明用レンズ1の入射面11も発光ダイオードに密着可能なように発光ダイオードの形状に合わせた形状とすることが好ましい。発光ダイオードは、照明用レンズ1の入射面11と接合剤を介して接していて、入射面11と光学的に接合されている。発光ダイオードは、通常は空気に触れないように封止樹脂で覆われている。従来の発光ダイオードの封止樹脂としては、エポキシ樹脂またはシリコンゴム等が用いられている。
As the
照明用レンズ1は、所定の屈折率を有する透明材料で構成される。透明材料の屈折率は、例えば1.4から1.5程度である。このような透明材料としては、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネイト等の樹脂、またはシリコンゴム等のゴムを用いることができる。中でも、発光ダイオードの封止樹脂として用いられるエポキシ樹脂またはシリコンゴム等を用いることが好ましい。
The
出射面12は、光軸A上の点に向かって窪む第1出射面121と、この第1出射面121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122とからなる。入射面11から照明用レンズ1の内部に入射する光は大きな角度範囲を持っている。光軸Aからの角度が小さい光は第1出射面121に到達し、光軸Aからの角度が大きい光は第2出射面122に到達する。
The
次に、第1出射面121および第2出射面122の形状について説明する。そのために、まず基点Q(図2参照)を規定し、この基点Qから放射される放射光を観念する。ここで、基点Qとは、光軸A上の光源の位置のことであり、光源として発光ダイオードを採用した場合は光軸Aと発光ダイオードの正面である出射面との交点となる。すなわち、基点Qは、入射面11から上述した接合剤の厚み分だけ離れている。そして、基点Qから放射される放射光は、第1出射面121と第2出射面122の境界と基点Qとを結んだ線と光軸Aとのなす角度θbを境に第1出射面121と第2出射面122のそれぞれに到達する。
Next, the shapes of the
第1出射面121は、図2に示すように、基点Qから放射されて当該第1出射面121に到達する放射光のうち光軸Aからの角度が所定角度θp未満の放射光を透過させる透過領域123と、基点Qから放射されて当該第1出射面121に到達する放射光のうち光軸Aからの角度が所定角度θp以上の放射光を全反射する全反射領域124とからなる。すなわち、θpは、透過領域123と全反射領域124の境界上の点を点Pとしたときに、点Pと基点Qとを結んだ線と光軸Aとのなす角度である。
As shown in FIG. 2, the
一方、第2出射面122は、基点Qから放射されて当該第2出射面122に到達する放射光の略全量を透過させるとともに、全反射領域124で全反射されて当該第2出射面122に到達する放射光の略全量を全反射する形状を有している(図4および図5参照)。第2出射面122の外側に行くほど基点Qからの放射光と光軸Aとの角度は大きくなるが、基点Qからの放射光が第2出射面122に到達する点での法線に対する放射線の光線の角度は第2出射面122に対する入射角であり、入射角が大きくなりすぎると全反射してしまう。全反射させないためには入射角を大きくさせないことが必要で、第2出射面122の形状は、光軸Aより遠くなるに従って、法線と光軸Aとの角度が大きくなるような形状、すなわち凸面になる。
On the other hand, the
なお、第2出射面122は、基点Qから放射される放射光を必ずしも全面に亘って透過させる(すなわち、全量を透過させる)必要はなく、基点Qから放射される放射光の一部を全反射し、残りを透過させる形状を有していてもよい。
The
反転面15は、光軸Aに対して軸対象である。本実施形態では、反転面15の内周縁は、入射面11の周縁よりも出射面12側に位置していて、反転面15の内周縁と入射面11の周縁とは筒状面16を介してつながっている。
The
反転面15は、光源20からの光のうち出射面12で全反射を繰り返して当該反転面15に到達する光を全反射により第1出射面121に導く形状を有している。そして、反転面15によって第1出射面121に導かれた光は、第1出射面121を透過し、被照射面3を照明する(図7参照)。
The
光軸Aを含む断面で見たときに、第2出射面122の途中から反転面15の内周縁までは、略一定の半径の円弧になっていることが好ましい。このようになっていれば、第2出射面122の外周部分および反転面15からレンズ外に漏れる(すなわち、第2出射面122の外周部分および反転面15を透過する)光を少なくすることができ、入射面11側に戻る光を有効に利用することができる。
When viewed in a cross section including the optical axis A, it is preferable that an arc with a substantially constant radius is formed from the middle of the
次に、図3〜図8を参照して、光源20からの光の進み方について基点Qからの光を代表により詳しく説明する。 Next, the light from the base point Q will be described in detail with reference to FIGS.
図3は、入射面11から入射し、第1出射面121に到達する光線の光路を示す。透過領域123(図2参照)に到達した小さい角度の光線は、第1出射面121で屈折し、被照射面3に到達する。全反射領域124(図2参照)に到達した大きい角度の光線は、第1出射面121で全反射し、照明用レンズ1の内部を進行する。
FIG. 3 shows an optical path of a light ray that enters from the
図4は、入射面11から入射し、第2出射面121に到達する光線の光路を示す。第2出射面121に到達した光線は、第2出射面102で屈折し、被照射面3に到達する。
FIG. 4 shows an optical path of a light ray incident from the
図5は、図3で説明したように第1出射面121の全反射領域124で全反射し、第2出射面122に到達する光線の光路を示す。第2出射面122に到達した光線は、第2出射面122で1回もしくは複数回全反射し、第2出射面122に沿うように照明用レンズ1の内部を進行する。なお、図示は省略するが、一部の光線は第2出射面122で全反射せずに、照明用レンズ1の外部に出る。
FIG. 5 shows an optical path of a light beam that is totally reflected by the
図6は、図5で説明したように第2出射面122で全反射し、反転面15に到達する光線の光路を示す。反転面15に到達した光線は、反転面15で1回もしくは複数回全反射し、第1出射面121に向かう。なお、図示は省略するが、一部の光線は反転面15で全反射せずに、照明用レンズ1の外部に出る。
FIG. 6 shows an optical path of a light beam that is totally reflected by the
図7は、図6で説明したように反転面15で全反射し、再び第1出射面121に到達する光線の光路を示す。第1出射面121に再度到達した光線は、今度は第1出射面121に対する入射角が小さいために第1出射面121で屈折し、被照射面3に到達する。
FIG. 7 shows an optical path of a light beam that is totally reflected by the reversing
以上のような照明用レンズ1であれば、光源20から出射され、第1出射面121の中心側に位置する透過領域123に到達する光の多くは、透過領域123で屈折して被照射面3におけるレンズの光軸Aを中心とするエリアに照射される。一方、光源から出射され、第1出射面121の外周側に位置する全反射領域124に到達する光の多くは、全反射領域124で全反射され、その大半が第2出射面122および反転面15の作用で第1出射面121から出射され、被照射面3へ照射される。さらに、光源20から出射され、第2出射面122に到達する光の多くは、第2出射面122で屈折して被照射面3におけるレンズの光軸Aから離れたエリアに照射される。従って、本実施形態の照明用レンズ1によれば、光源20の指向性をより広くすることが可能である。
In the case of the
さらに、本実施形態では、入射面11側に戻る光も反転面15によって被照射面3上の所定位置に導くことができ、被照射面3における照度分布をより広がりのあるものにすることができる。また、このように入射面11側に戻る光を制御することで、被照射面3上の照度分布が照明用レンズ1の裏側に配設される構造物の構造および反射率に影響されるのを抑制することができる。
Further, in the present embodiment, the light returning to the
なお、本発明の照明用レンズは、発光ダイオード以外の光源(例えば、レーザーまたは有機EL)にも適用可能である。 The illumination lens of the present invention can also be applied to a light source other than a light emitting diode (for example, a laser or an organic EL).
(実施の形態2)
図8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。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a configuration diagram of the light-emitting
発光ダイオード2は、照明用レンズ1の入射面11に接合剤により密着して配置され、光学的に接合されている。照明用レンズ1の出射面12から出射した光は被照射面3に到達し、被照射面3を照明する。
The
発光ダイオード2内での発光は指向性を持たない発光であるが、発光領域の屈折率は2.0以上であり、屈折率が低い領域に光が侵入すると、界面の屈折の影響で、界面の法線方向に最大の強度を持ち、法線方向から角度が大きくなるほど、光の強度は小さくなる。このように発光ダイオード2は指向性を持っており、広い範囲を照明するためには照明用レンズ1で指向性を広くすることが必要である。
The light emission in the
(実施の形態3)
図9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9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。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a configuration diagram of the
また、面光源9は、発光装置7を挟んで拡散板4と対向する基板8を備えている。基板8には、図10に示すように、各発光装置7の発光ダイオード2が実装されている。本実施形態では、基板8上に、発光ダイオード2を避けながら基板2を覆うように反射板6が配置されている。
The
発光装置7は、拡散板4の一方面4aに光を照射する。すなわち、拡散板4の一方面4aは、実施の形態1および実施の形態2で説明した被照射面3となっている。拡散板4は、一方面4aに照射された光を他方面4bから拡散された状態で放射する。個々の発光装置7からは拡散板4の一方面4aに広い範囲で均一化された照度の光が照射され、この光が拡散板4で拡散されることにより、面内での輝度ムラが少ない面光源ができる。
The
発光装置7からの光は、拡散板4で散乱されて、発光装置側へ戻ったり拡散板4を透過したりする。発光装置側へ戻って反射板6に入射する光は、反射板6で反射されて、拡散板4に再度入射する。
The light from the
(実施の形態4)
図11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。
(Embodiment 4)
FIG. 11 is a configuration diagram of a liquid crystal display device according to
発光ダイオード2と照明用レンズ1で構成される発光装置7が平面的に複数配置され、これらの発光装置7によって拡散板4が照明される。拡散板4の裏面(一方面)は、照度が均一化された光が照射され、この光が拡散板4によって拡散されて液晶パネル5が照明される。
A plurality of light emitting
なお、液晶パネル5と面光源9との間には拡散シート、プリズムシート等の光学シートが配置されていることが好ましい。この場合、拡散板4を透過した光は、光学シートでさらに拡散されて、液晶パネル5を照明する。
An optical sheet such as a diffusion sheet or a prism sheet is preferably disposed between the
1 照明用レンズ
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
15 反転面
16 筒状面
2 発光ダイオード
20 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
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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、前記出射面と連続する反転面であって前記出射面の周縁から内側に巻き込みながら前記入射面の周縁につながる反転面と、を有し、
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、
前記反転面は、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反転面に到達する光を全反射により前記第1出射面に導く形状を有している、
照明用レンズ。 An illumination lens that expands light from a light source and irradiates an irradiated surface,
An incident surface on which light from the light source is incident, an emission surface that is axially symmetric with respect to the optical axis that emits the incident light, and an inversion surface that is continuous with the emission surface and is wound inwardly from the periphery of the emission surface An inversion surface connected to the periphery of the incident surface,
The exit surface includes a first exit surface that is recessed toward a point on the optical axis, and a second exit surface that forms a convex surface while spreading outward from the peripheral edge of the first exit surface,
The first emission surface has a predetermined angle from the optical axis among the radiated light radiated from the base point and reaching the first emission surface when the position of the light source on the optical axis is a base point. A transmissive region that transmits less radiated light, and a total reflection region that totally reflects radiated light that is emitted from the base point and reaches the first exit surface with an angle from the optical axis equal to or greater than the predetermined angle. And including
The second emission surface transmits substantially the entire amount of radiated light radiated from the base point and reaches the second emission surface, and radiated light that is totally reflected by the total reflection region and reaches the second emission surface. It has a shape that totally reflects almost the entire amount of
The inversion surface has a shape that repeats total reflection on the emission surface of light from the light source and guides light reaching the inversion surface to the first emission surface by total reflection.
Lens for lighting.
前記照明用レンズは、請求項1〜5のいずれか一項に記載の照明用レンズである、発光装置。 A light emitting device comprising: a light emitting diode that emits light; and an illumination lens that expands the light from the light emitting diode to irradiate the irradiated surface,
The light emitting device, wherein the illumination lens is the illumination lens according to any one of claims 1 to 5.
前記複数の発光装置のそれぞれは、請求項6に記載の発光装置である、面光源。 A plurality of light emitting devices arranged in a plane, and a diffusion plate arranged so as to cover the plurality of light emitting devices and radiating light irradiated on one surface from the plurality of light emitting devices in a state of diffusing from the other surface; A surface light source comprising:
Each of the plurality of light emitting devices is a surface light source, which is the light emitting device according to claim 6.
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